随着全球气候的变化的加剧,降水变化对荒漠生态系统的影响会愈加强烈。降水变化不仅会影响种子萌发和幼苗定居的成功,更会影响种群延续和群落多样性维持。目前关于种子萌发的研究多集中于室内,但在原生境下观测种子萌发和幼苗定居对后期种群动态影响,以及种子萌发与群落多样性之间关系的研究极少。因此,本研究在降水变化的背景下,通过调查准噶尔荒漠4种典型猪毛菜属植物紫翅猪毛菜(Salsola affinis)、褐翅猪毛菜(Salsola korshinskyi)、钠猪毛菜(Salsola nitraria)及散枝猪毛菜(Salsola brachiata)的种群统计学特征及其特殊萌发策略,同时以准噶尔荒漠8种优势种植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、白梭梭(Haloxylon persicum)、白茎绢蒿(Seriphidium terraealbae)、淡枝沙拐枣(Calligonum leucocladum)、紫翅猪毛菜(Salsola affinis)、齿稃草(Schismus arabicus)、弯角四齿芥(Tetracme recurvata)及倒披针叶虫实(Corispermum lehmannianum)为研究对象,设计两种降水形式的裂区试验,分析降雪、降雨对种子萌发及植物生长发育影响,并对准噶尔荒漠内古尔班通古特沙漠2009-2018年植物多样性与降水、降雪及3-6月降雨进行回归分析。从而明确种子萌发与种群延续的关系,剖析降水变化对种子萌发、植物生长发育、生理生化特征的影响,并对标准实验的萌发结果与野外观测结果的吻合性进行分析,以期探讨植物的种子萌发对种群动态及群落多样性组成的价值和意义,为荒漠植物群落的的生态恢复和未来预测提供参考依据。主要结果如下:(1)准噶尔荒漠典型一年生猪毛菜属植物的种群数量随季节波动剧烈,春季萌发植株的死亡率能达到41.6%-100%,而特殊的异时萌发策略能够有效补充地面植株数量,是局部种群避免在一个生长季内灭绝的有效策略。产生异时萌发的原因与果实异型没有直接关系,其产生原因是由于荒漠区单次降水量少、降水波动大及种子自身寿命较短导致的。(2)降雪、降雨变化能够影响8种优势植物的种子萌发率、幼苗存活率、萌发起始时间、萌发持续时间及达到50%萌发率时间。随着降雪和降雨的增多,种子萌发率和存活率都显著增高,但是存在生活型的响应差异。短命植物和多年生草本的萌发率对降雪的响应显著,灌木的萌发率对降雪、降雨及其交互作用的响应显著。降雪、降雨均能够显著影响小乔木、多年生草本的存活率,短命植物的存活率受降雪和降雨影响显著,而一年生植物的存活率仅与降雨有关。(3)降雪、降雨对萌发率和存活率的影响存在物种特异性。白茎绢蒿和齿稃草的萌发率对降雪的响应显著,而淡枝沙拐枣和弯角四齿芥的萌发率对降雪、降雨及其交互作用的响应显著。对于存活率,梭梭和弯角四齿芥受降雪影响显著,白茎绢蒿和倒披针叶虫实受降雪、降雨及其交互作用影响显著,而紫翅猪毛菜和齿稃草仅对降雨的响应显著。(4)降雪、降雨能够影响植物苗期、营养期、繁殖期的株高、根长、总生物量、根冠比。总体来看,4种形态学特征都会随降雪、降雨的增多而显著增加,但也存在物种之间的差异。淡枝沙拐枣、白茎绢蒿和弯角四齿芥3个生育期的形态学特征在降雪、降雨的影响下差异显著,而其余5种植物在不同生育期受降雪、降雨的影响程度不同。同时,降雪、降雨也能影响4种植物的繁殖输出和繁殖分配,并且也存在种间差异。紫翅猪毛菜、齿稃草、弯角四齿芥和倒披针叶虫实的繁殖输出会随着降雪、降雨的增加而显著升高。而繁殖分配并未表现出一致规律,紫翅猪毛菜、齿稃草和弯角四齿芥的繁殖分配在所有处理下普遍较低,不到20%。随着降雨的增多,紫翅猪毛菜、弯角四齿芥的繁殖分配会下降,但随着降雪的增多,弯角四齿芥、倒披针叶虫实则表现出增多后下降的规律。(5)通过分析不同降水处理下苗期、营养期的渗透调节物质、膜系统指标,结果表明随着降雪、降雨的增多,脯氨酸、可溶性糖、相对电导率和丙二醛均会显著下降,这表明在水分条件较差时,植物会调整渗透势来抵御干旱,而随着水分条件的适宜,荒漠植物的干旱胁迫压力有效缓解,致使各指标含量下降。(6)分析1988年-2018年14个样点的降水、降雪和3-6月降雨数据,发现所有样点的年均降水量、年均降雪量和年均降雨量均会随着时间而显著增加,并且降水和降雪波动存在上升的趋势。样点内物种丰富度与3-6月降雨呈显著正相关关系,物种多度与年降水量、3-6月降雨呈显著正相关,Gleason指数与年降水量、降雪量和3-6月降雨量也表现出显著正相关关系。(7)年降水量与不同生活型植物盖度的影响不显著,但能显著影响乔灌木、多年生草本植物的物种多度,以及短命植物的物种丰富度。而降雪量虽然也不能显著影响不同生活型植物的盖度,但能够显著影响乔木和多年生草本的物种多度,以及多年生草本和短命植物的物种丰富度。3-6月降雨量能够显著影响乔木和短命植物的盖度,及多年生草本和短命植物的物种多度和物种丰富度。(8)在荒漠植物群落中的大田参试物种多度与降水、降雪及3-6月降雨的的回归分析结果表明,野外观测中仅有白梭梭、白茎绢蒿、倒披针叶虫实及齿稃草的结果与大田试验结果吻合,而其他物种对降雪、降雨的响应并不与实际情况相符,这说明种子萌发和幼苗定居情况只能够一定程度上较粗的预测群落多样性的变化。