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世界气候系统变暖已毋庸置疑，气候变化导致的生态系统脆弱性正在不断加剧，针对气候变化采取稳健的适应政策已成为全球共识。当前关于气候变化影响下的生态系统脆弱性认识严重不足，制约着生态系统脆弱性评价与适应性管理。本研究以中国温带草地四种典型针茅植物（贝加尔针茅、大针茅、本氏针茅、短花针茅）为研究对象，采用开顶式生长箱(OTC)模拟研究CO2浓度升高和降水量变化对针茅植物的影响，以增进气候变化对生态系统影响的认识，为气候变化背景下针茅植物的适应性管理提供依据。主要结论如下: (1)CO2浓度升高和降水量变化对四种针茅光合气体交换参数净光合速率(Anet)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)均有显著影响。CO2浓度升高短期内具有施肥效应，长期高CO2浓度处理会产生光合适应现象。高CO2浓度和降水量互作对四种针茅植物光合参数的影响具有种间特异性和生长发育期特异性。贝加尔针茅、短花针茅和本氏针茅的Anet变化与温度和水分密切相关，而大针茅的Anet主要与水分有关。 (2)针茅植物的光合适应并不意味着光合能力下降。针茅植物光合能力受多种因素的共同作用，而且水分的影响要大于CO2。未来暖干化条件下短花针茅光合能力更强，暖湿化条件下贝加尔针茅和本氏针茅的光合能力更强;大针茅对未来高CO2浓度下降水量变化最敏感，降水量增加对大针茅光合能力有一定的抑制作用。 (3)降水量增加使针茅植物的暗呼吸显著升高，但对光呼吸影响与针茅植物自身特性及环境条件密切相关;CO2浓度升高显著降低了贝加尔针茅、短花针茅和大针茅的暗呼吸，但对本氏针茅的暗呼吸有促进作用，不同针茅植物的光呼吸对高CO2浓度的响应不同;高CO2浓度和降水量变化对光呼吸和暗呼吸的影响存在物种特异性和环境依赖性。针茅植物的呼吸和光合对CO2和降水变化的响应并不同步。针茅植物可以通过夜间气孔导度的变化调控水分散失;本氏针茅在未来CO2和降水变化条件下更易遭受水分胁迫，对干旱的敏感性增强;贝加尔针茅、短花针茅和大针茅可以在一定程度上降低干旱胁迫。 (4)针茅植物对CO2浓度与降水变化的敏感性取决于环境因子的综合作用及其生物学特性。贝加尔针茅光合作用对Gs、氮(N)和水分较敏感，本氏针茅对N和水分较敏感，短花针茅对Gs和叶温(Tleaf)较敏感，大针茅对Gs、Tleaf和水分较敏感。短花针茅更能适应干旱环境，大针茅对温度和水分的依赖性较大，贝加尔针茅和本氏针茅则对氮素含量和水分较敏感。表型可塑性指数分析表明，本氏针茅对CO2和降水变化的适应性最强，其次是贝加尔针茅和短花针茅，大针茅的适应性最弱。