A medida que el calentamiento global continúa, se espera que los eventos de estrés por calor aumenten y afecten negativamente la producción de arroz. Los cambios espacio-temporales en la exposición del arroz de una sola temporada al estrés por calor fueron explorados a lo largo de las secciones media e inferior del río Yangtsé (MLRYR) en China durante 1971-2020 basados en umbrales de calor creados en diferentes etapas fenológicas, derivados de la comparación de registros históricos de calor para el arroz de una sola temporada y datos agrometeorológicos. La importancia de la característica (IF) proporcionada por el modelo de Bosques Aleatorios se utilizó para modular la relación entre la temperatura acumulada del umbral y la tasa de reducción del rendimiento causada por el estrés por calor. Además, los umbrales de temperatura crítica en diferentes etapas fenológicas fueron determinados combinando la Precisión General y la curva Característica Operativa del Receptor (ROC). Según los registros históricos de desastres, el estrés por calor ocurrió antes de la fase reproductiva (es decir, la etapa de macollaje-entrenudo) y terminó en la etapa de llenado. Los umbrales de temperatura crítica de T en macollaje-entrenudo, espigamiento, floración y llenado se cuantificaron como 36, 35, 35 y 38 grados Celsius, con valores IF más altos de 13.14, 10.93, 17.15 y 13.15, respectivamente. Los valores respectivos de Precisión General y las áreas bajo la curva ROC fueron mayores que 0.85 y 0.930, lo que implica que cada umbral se desempeñó excelentemente en la identificación de la ocurrencia de calor. Basándose en los umbrales críticos determinados, se presentaron la temperatura acumulada perjudicial (Tcum), el número de días de calor (HD), la primera fecha de calor (FHD) y la última fecha de calor (LHD) para caracterizar la exposición al calor. Fue evidente que Tcum y HD mostraron una tendencia creciente de norte a sur de 1971 a 2020, con un aumento obvio en la ocurrencia en la mayoría de las partes de la región de estudio durante el período de 2010 a 2020. FHD ocurrió antes en la mayoría de las estaciones excepto en las partes noreste, mientras que LHD terminó más tarde en el sur de MLRYR. Explorar los umbrales críticos de calor en diferentes etapas fenológicas resaltados en este estudio puede ayudar a los tomadores de decisiones a monitorear y evaluar la exposición al calor del arroz de una sola temporada en MLRYR y desarrollar estrategias de mitigación para garantizar la seguridad de la producción de arroz.