Bajo el calentamiento global, se compararon las diferencias en rendimiento, nutrientes del suelo y beneficios económicos entre varios patrones de siembra en áreas de arroz de doble cultivo, y se seleccionaron los patrones de siembra de alto rendimiento y alta eficiencia que pueden adaptarse al cambio climático. Se investigaron cuatro patrones de siembra, a saber, colza-arroz (RaR), barbecho-arroz (FR), vetch chino-arroz temprano-arroz tardío (CRR) y barbecho-arroz temprano-arroz tardío (FRR). En comparación con FRR, el rendimiento del arroz temprano aumentó en un 13.6% utilizando la rotación CRR. CRR podría aumentar el número de espiguillas por panoja del arroz temprano, mejorando así el rendimiento del arroz. El contenido de nitrógeno disponible en el suelo mostró un aumento bajo la rotación CRR en comparación con FRR. El rendimiento bajo RaR aumentó en un 11.9% en promedio en comparación con FR. La rotación RaR mejoró el número de panojas por hectárea, aumentando así el rendimiento del arroz. RaR podría aumentar el contenido de nutrientes disponibles en el suelo en comparación con FR. En comparación con CRR, FRR y FR, el ingreso neto de RaR fue mayor en 1031 CNY/ha, 2046 CNY/ha y 5762 CNY/ha, respectivamente. En comparación integral con los otros tres patrones de siembra, RaR podría mejorar efectivamente la fertilidad del suelo de los campos de arroz, el rendimiento de granos y el ingreso neto. RaR es un patrón de siembra sostenible con alto rendimiento y alta eficiencia que vale la pena promover. Además, bajo el clima cálido, el período de crecimiento y la fecha de siembra del arroz de RaR y FR deberían extenderse y posponerse adecuadamente para evitar encontrarse con un clima de altas temperaturas más frecuente.