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水分是黄土高原半干旱地区植物生长和分布的主要限制因子,在全球气候变化大背景下,降雨格局的改变必将对该地区植物群落的结构和功能产生深远影响。了解天然草地群落对脉冲降雨的响应,有助于正确评估脉冲降雨对该区域生态建设的效应,为植被建设和恢复提供理论依据。在半干旱区天然草地群落中,不同优势种对脉冲降雨生理响应过程与差异,是解释其区域环境适应性以及降雨格局改变下群落结构和功能变化的重要基础。本研究选取黄土丘陵区天然草地群落两种典型优势种,即白羊草(Bothrichloa ischaemum,C4)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum,C3),分别于2014年6月(旱季)和7月(雨季),通过设置0mm、5mm、15mm、35mm和50mm降雨处理,进行人工模拟降雨试验,比较和分析了不同降雨量下白羊草和铁杆蒿的土壤水分、气体交换参数和叶水势变化趋势,主要取得如下主要结论:1.6月人工模拟降雨后白羊草和铁杆蒿的土壤体积含水量剖面分布变化波动比7月份明显,且6月份人工模拟降雨后白羊草和铁杆蒿群落土壤体积含水量剖面在地表以下60cm土层内土壤水分随土层深度呈现先变大后变小的变化趋势,60cm土层以下无明显变化,说明土壤水分下渗深度为60cm。2.白羊草和铁杆蒿净光合速率、蒸腾作用、气孔导度、胞间CO2浓度和叶水势在人工模拟降雨后都显著增加,而气孔限制值在人工模拟降雨后显著减小,且随着降雨量增加响应持续时间增长,本研究中降雨后7天50mm降雨处理的净光合速率、蒸腾作用、气孔导度、胞间CO2浓度和气孔限制值仍有显著性差异,且50mm降雨仍在白羊草和铁杆蒿反应阈值内。3.人工模拟降雨后白羊草土壤水分、气体交换参数和叶水势均较铁杆蒿响应迅速,且对较小降雨量同样有显著响应,说明白羊草比铁杆蒿反应更敏感。4.在50mm人工模拟降雨范围内,白羊草和铁杆蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶水势都与土壤含水量存在显著线性关系,说明白羊草和铁杆蒿的生理与土壤水分密切相关。