由于陆地生态系统的适应能力有限，愈演愈烈的气候变化和人类活动的不断增强，甚至引起生态功能丧失，威胁到生态系统的稳定以及人类的可持续发展。靠天吃饭的农田生态系统是对气候变化响应最为敏感的生态系统之一，气候变化不仅影响农田生态系统的结构、功能、稳定性，进而影响国家粮食安全。为应对气候变化，国内外学者依据气候变化的基本特点和规律开展了持续深入、多时间尺度的综合模拟实验，研究了大气CO2含量增加、气温升高、降水变化以及多因素协同对农田生态系统的综合影响。 《气候变化对农田生态系统影响的模拟实验及科学认识》，从全球气候变化的基本事实以及我国西北地区气候变化的基本特征入手，面对保障粮食与生态安全的国家需求，系统总结了近20年来合作者的主要研究成果。全书主要围绕我国西北干旱半干旱地区农田生态系统，介绍了大气CO2浓度升高的模拟实验；气候变暖及高温胁迫模拟实验；降雨变化及干旱胁迫模拟实验；气候变化多因素组合模拟实验及气候变化模拟实验的科学认知。

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国家科学技术进步二等奖的第一完成人（2013年）。 中国生态环境十大科技进展（2023）。