全球气候变化的加剧,对于陆地生态系统产生了十分显著的影响。中国青藏高原与内蒙古高原天然草地是对全球气候变化较敏感的区域之一,全球范围的气候变暖、降水格局的变化以及不断增加的大气氮沉降,不仅改变了天然草地群落的生产力、群落结构及物种的多样性,也会对种群的空间分布格局产生不同程度的影响。本文利用点格局的分析方法,对模拟氮沉降、养分添加、增温和降水控制条件下内蒙古温性草甸草原和青藏高原高寒草甸优势种植物的种群空间分布格局进行研究,以期揭示种群分布格局对全球气候变化的响应。模拟氮沉降及养分添加实验在温性草甸草原梯度为施氮、磷:2.5g N/m~2、5g N/m~2、10g N/m~2、10g P/m~2和10gN+10g P/m~2;高寒草甸施氮浓度与温性草甸草原相同,磷添加量为5g P/m~2。高寒草甸草原模拟增温和降水控制试验处理为:增温增水、增温减水,常温增水、常温减水和增温,增减降水量约50%,增温处理约增加0.56℃。在处理样地中固定位置常年观测样方,利用摄影定位法获取不同优势种植物的空间位置,利用Ripley’s K函数对不同尺度(scale)下空间分布格局进行分析。主要研究结果与结论如下:1.在两种不同天然草地类型中,优势种植物种群空间分布格局对模拟氮沉降和养分添加的响应有相同的趋势,也有不同之处,是因物种而异的。两种草地类型当中,根茎型禾草中小尺度下温性草甸草原优势种羊草(Leymus chinensis)(尺度:6-31cm)和高寒草甸优势种垂穗披碱草(Elymus nutans)(尺度:2-27cm)在氮磷互作的条件下均表现出显著强于对照的空间聚集分布,但垂穗披碱草与羊草相比更倾向于受到磷元素的影响而产生空间聚集(尺度:4-10cm)。高寒草甸丛生禾草优势种异针茅(Stipa aliena)种群的空间聚集程度会随着氮添加浓度的增加而增加,而温性草甸草原丛生禾草优势种贝加尔针茅(Stipa baicalensis)的空间分布格局则不受养分添加的影响。2.不同草地类型优势种植物的种间关系会受到不同程度氮添加的影响。在温性草甸草原中,在高浓度的氮输入(10g N/m~2)会增强优势种植物之间的竞争作用,而低浓度氮(2.5g N/m~2)则使得不同物种之间的正关联得到增强;而高寒草甸草原优势种的种间关系在高浓度氮输入(10g N/m~2)的条件下表现为较强的正关联关系,低浓度氮输入对种间关系影响不大。3.水分仍然是温性草甸草原的重要限制因子,其优势种根茎禾草羊草空间格局对水分及其水氮耦合响应较敏感,种群空间聚集程度(尺度:9-24cm)和种群密度在降水增多的年份会显著高于其他年份,生物量与年降水量和氮沉降浓度呈显著的正相关关系;而优势种杂类草裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)的种群空间分布格局没有发生变化,但生物量则与氮添加浓度呈显著的负相关关系,羊草种群扩大对其生长产生了抑制。4.高寒草甸气温较低、土壤水分含量相对较高,但增温与降水量的变化对优势植物空间分布格局的影响同样表现出因物种而异的特征。丛生禾草异针茅随温度的增加其聚集度在中尺度(19-25cm)下增加,而其他植物种群的空间分布格局并没有显著改变;根茎禾草垂穗披碱草种群格局在增水和减水处理下空间聚集程度在小尺度下均显著提高(增水处理:1-7cm尺度,减水处理:1-11cm尺度),增温增水处理在在整个观察尺度(1-25cm)空间聚集度增加;异针茅种群格局在增水(尺度:20-25cm)和增温增水(尺度:12-25cm)空间聚集程度增加。上述结果表明,水分仍然是高寒草甸种群分布格局的重要影响因子,温度更多是通过水热耦合的方式影响种群分布格局。5.增温显著影响高寒草甸优势物种的种间关系,温度上升会加剧根茎禾草和杂类草之间的竞争,使垂穗披碱草与重冠紫菀(Aster diplostephioides)在中尺度(2-22cm)下的竞争增强。而降水对种间关系的影响具有差异性:无论降水增加还是减少,都会使丛生禾草异针茅和根茎禾草垂穗披碱草种群间的竞争加剧,在空间上形成相互远离的聚集群体;对于杂类草而言,无论是丛生禾草还是根茎禾草在减水处理初期与杂类草的种间关系均为正相关关系,而随着干旱的持续,正相互作用逐渐减弱并消失。总之,全球气温的升高、降水格局变化以及大气氮沉降的日益加剧,不同天然草地类型及同一草地类型的不同生活型物种的种群空间分布格局及其种间关系对全球气候变化的响应存在差异。这种差异一方面取决于植物资源的利用方式和其竞争能力,另一方面则受土壤养分均衡性所制约。在不同的草地类型当中,根茎型植物都表现出了较强的资源利用效率和竞争力,对水分和养分的变化最为敏感,特别是在养分增加、水氮耦合和水热耦合的条件下以强烈的空间聚集的方式所表现,具有一定的指示作用。这一研究为揭示全球气候变化对生态系统影响机制的理论研究提供新的视角和数据资料,对全球气候变化背景下的草地管理也有一定的参考价值。