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近年以来,气候变化已对陆地生态系统带来巨大影响。草原生态系统作为一个重要陆地生态系统组分,对气候变化非常敏感。克氏针茅(Stipa krylovii)为建群种的草原是内蒙古重要草地资源之一,在我国畜牧业生产中占有重要地位。相关研究表明,在未来该草原区具有温度继续升高、降雨量年际波动增加的趋势,而这些未来气候变化必将对内蒙古克氏针茅草原的植被与土壤产生深远的影响。本文利用开顶式生长室(OTC, Open Top Chamber)于2011年与2012年两个生长季进行模拟增温和降水量增加的控制试验,探讨气温与降雨变化对克氏针茅草原建群种光合作用与土壤呼吸的影响,将有助于了解克氏针茅草原在生理生态方面对气候变化的响应机制,也为内蒙古典型草原适应未来气候变化和草地畜牧业可持续发展提供科学支撑。主要结论如下：(1)生长季,开顶式生长室(OTC)增温(W)处理使全天地表空气增温1.91℃、白天增温3.14℃,但对夜间气温和土壤温度没有显著增温效果。增温(W)降低了土壤湿度,其中使10cm与30cm土层湿度降低显著。增温增雨(WP)处理使全天空气增温1.64℃,增加降水可有效缓解OTC内气温升高幅度；增温增雨(WP)明显降低了白天的表层(0-20cm)土壤温度,也使土壤湿度降低但未达到显著水平。可见,增加20%降水未能弥补增温造成土壤水分亏缺的状况。(2)增温(1.91℃)导致克氏针茅光合速率下降22.0%,使植物水分利用效率增加15.0%。增雨(20%)处理使克氏针茅光合速率上升14.0%,但对植物水分利用效率无明显影响。增温增雨(1.64℃+20%)对克氏针茅光合速率以及水分利用效率均无显著影响。(3)增温与增雨处理导致光合速率与水分利用效率的变化是由气孔开合与非气孔因素共同引起的。增温导致土壤湿度降低的同时,使克氏针茅气孔导度降低28.0%以及其它光合特征参数不同程度的降低；增温增雨可以缓解土壤水分亏缺状态,使气孔导度降低7.1%,同时导致其它光合参数降低,但较对照均不显著；增雨使克氏针茅气孔导度上升5.48%,也促进了其他光合参数。气温升高时,通过气孔的开合方式,调控克氏针茅蒸腾速率与光合速率,降雨增加对温度升高条件下的各光合参数具有补偿作用。(4)增温明显抑制土壤呼吸(降低19%)；但增雨与增温增雨明显促进土壤呼吸速率,其增长幅度分别达到18.6%与13.0%。土壤呼吸速率日变化与季节变化均呈单峰曲线趋势,全天15：00达到最高值(2.26μmol·m-1·s-1),生长季8月初期达到最高值(5.51μmol·m-2·s-1)。9:00～11:00土壤呼吸速率较好代表全天24h均值。(5)土壤呼吸速率与土壤微生物和土壤碳氮含量无显著的相关性。而与表层(0～10cm)土壤含水量、土壤温度均具有显著相关关系。约有79%的土壤呼吸速率是由土壤温度与土壤含水量共同决定的,其中以土壤含水量为主(R2=0.797,P<0.001)。空气温度与土壤呼吸速率及空气温度与土壤含水量之间均存在显著负线性相关关系。说明土壤呼吸速率下降原因是气温升高致使土壤含水量降低引起。综上所述,在以降雨为主要限制因子的内蒙古克氏针茅草原,气温升高致使土壤含水量降低,间接抑制克氏针茅草原的CO2吸收与排放,适当的水热配比是调控克氏针茅草原光合与土壤呼吸特征的重要因素。未来以气温升高为主的气候变化将使内蒙古克氏针茅草原进一步干旱化趋势发展。而这一变化将不利于克氏针茅草原的碳收支。