草原生态系统是碳分布最广的生态类型之一,该生态系统固碳量约占全球陆地生态系统固碳总量的三分之一,在陆地生态系统碳循环和气候调解中起重要作用。并且在草地生态系统中植物大部分光合作用的净初级产物分配到地下部,根系生物量一般比地上部生物量高2-5倍,甚至高达10倍以上。地下净生产力是草原生态系统结构和功能的体现,也是评价该生态系统结构和功能的重要指标之一。但是目前关于降雨变化对草原生态系统地下净初级生产力影响的研究还很薄弱。松嫩草地在维持区域气候稳定和提供充足的畜产品方面有重要的作用,国家十一五规划中要将东北建成国家生态安全的重要保障区。因此弄清全球变化条件下根系净生产力和地上和地下分配关系对准确的评价松嫩草地的生态价值,以及潜在草地有机质储量都有重要的意义。本研究的主要目的是:1)降雨量变化如何影响净初级生产力(包括地上生产力和地下生产力)?2)降雨量变化如何影响植物光合产物分配?本研究以松嫩草地西南部,吉林省长岭县境内,东北师范大学松嫩草地生态研究站作为研究地点,设置了3个不同的降雨处理区(即增雨30%区,减雨30%区,对照区),在降雨量变化情况下测定了土壤水分、地上生物量、地上生产力、地下生产力、净初级生产力以及生物量的地上地下分配。研究结果表明:1)降雨量和地上生产力之间有着正相关关系,增雨30%能提高地上生产力56%,而减雨30%降低地上生产力16%,即增雨显著提高地上生产力,但减雨有降低地上生产力的趋势,这是因为增雨能增加土壤水分,从而进一步提高地上生物量的原因。2)降雨量和地下净生产力之间也有着正相关关系,增雨30%能提高地下生产力65%而减雨30%降低地下生产力21.5%,即增雨显著提高地下净生产力而减雨有降低地下净生产力的趋势,这可能是因为随着降雨量的增加和地下其他养分供应不足,植物增加了对地下生产的投入。3)增雨30%时地下生产力比为0.25,而减雨30%时地下生产力比为0.15,增雨能促进草原植物光合产物的地下分配,但减雨并没有显著影响生物量的地上地下分配关系。这个结果与随着降雨量增加植物分配到地下生物量减少相矛盾。但从气象数据分析可以看出,2009年是非常干旱的年份,生长季的降雨量只有210 mm,因此植物的生长会受到非常大的限制,植物可能增加了地下生产的投入,从而出现如上面的结果。根据IPCC报告(2007),中纬度地区降雨将呈增加趋势。根据本论文实验结果,增加降雨能同时增加地上和地下生产力,因此,增加降雨将对东北草地有利,能够增加嫩草地的生产能力,以及提高草地的载畜量。本研究所获得的基本数据对评价在全球气候变化情况下松嫩草地地下生态系统的功能及确定如何维持草地生态系统的稳定性、有效地进行草地生态系统管理和利用,并提高草原对家畜的承载能力都具有极其重要的理论价值与实际指导意义。