降水作为陆地生态系统水分的主要来源，影响着植物的生长、发育及生存。在全球气候变化背景下，降水的格局也在发生改变。降水的变化将会改变植物的水分供应，进而影响植物群落的动态和碳平衡。稀树灌草丛覆盖了全球大约20％的陆地面积，对降水变化十分敏感，由于降水的变化，稀树灌草丛生态系统的功能也面临危险。然而，降水变化下陆地生态系统群落动态和碳平衡的响应机制仍不清楚，特别是对于受水分限制的稀树灌草丛生态系统，亟待探索。　　本研究以元江稀树灌草丛生态系统为对象，利用人工控水试验平台，分别对稀树灌草丛植物的形态生长、群落结构、碳动态等对降水变化（降水减少和降水增加）的响应进行研究。从物种到群落不同尺度上，揭示稀树灌草丛植物对降水变化的碳代谢机制，及降水变化对稀树灌草丛群落结构与组成和碳汇功能的影响，为理解稀树灌草丛植被对降水变化的响应提供科学依据。研究结果表明:　　(1)降水持续减少显著降低了元江稀树灌草丛生态系统三种优势种（厚皮树Lannea coromandelica、老人皮Polyalthia cerasoides和扭黄茅Heteropogon contortus）的相对生长(P＜0.05);元江稀树灌草丛植物的非结构性碳水化合物含量平均为8.1％，在不同物种、器官及生长季间差异较大;降水减少未导致三个优势种的非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrate，NSC)含量出现显著降低（P＞0.05）;相反，在降水持续减少情景下，三个优势物种中新累积的非结构性碳水化合物量显著增加（P＜0.05）。表明:在不同生长季各降水减少处理下NSC含量没有明显的变化;相反，在降水减少处理下三个优势物种的NSC相对变化量显著上升。可以认为，降水持续减少情景下三个优势种通过不同的调控机制调节来满足碳需求，最终维持一个较好的碳平衡，使得植物未出现碳限制导致的植物碳饥饿现象。因此，在评价植物碳平衡时，相比NSC总量，NSC的相对变化量是一个更为敏感和有效的评价指标。研究结果为理解植物碳平衡和碳饥饿的相关机制提供了新思路。　　(2)降水变化明显改变了元江稀树灌草丛草本群落的组成和结构。从群落水平上，降水持续减少显著降低了群落的高度和盖度，同时提高了群落的物种丰富度、Shannon指数和Pielou指数。不同植物功能类型对降水减少的响应也是不同的，降水持续减少显著降低了禾草类植物、多年生植物和C4植物的平均高度、盖度和相对多度;相反地，降水持续减少显著增加了非禾草类植物、一年生植物和C3植物的平均高度、盖度和相对多度，表明草本群落的组成向生活周期短，根系发达或C3植物转变。另外，降水持续减少导致草本群落的优势种向独穗飘拂草（Fimbristylis monostachya）转变。降水增加对草本群落的组成和结构没有明显影响，表明稀树灌草丛草本群落可能对短期增水是不敏感的。在全球气候变化背景下，降水格局的变化将进一步影响群落的动态;尤其是对于受水分限制的生态系统，降水变化将会加速其群落组成和结构的改变，应该得到重视。　　(3)元江稀树灌草丛生态系统植被的碳储量为32.13t C ha-1，其中乔木层碳储量为26.70t C ha-1，主要树种间碳储量的分配不均匀;林下植被层碳储量为5.44t C ha-1，其中灌木占74.3％，草本层碳储量占25.7％。元江稀树灌草丛的净初级生产力为3.87t C ha-1yr-1，林分的地上部分净初级生产力所占比重较大(70.04％)，但地下部分净初级生产力(29.96％)也不可忽视。总之，元江干热河谷区稀树灌草丛植被具有不可忽视的碳储量和固碳潜力，理应受到重视与保护。　　(4)降水持续减少显著降低了元江稀树灌草丛生态系统的乔木、灌木、草本及植被总体的碳储量。另外，降水持续减少也显著降低了稀树灌草丛生态系统乔木、灌木、多年生草本的净初级生产力和凋落物量;相反，降水持续减少显著增加了一年生草本的净初级生产力。但降水增加对稀树灌草丛生态系统植被碳储量和净初级生产力没有影响。表明降水持续减少会对稀树灌草丛生态系统的植被碳汇功能造成影响。