中文摘要：

基于未来全球变暖、淡水资源匮乏的热点问题，利用中国东北样带这个国际平台，采用野外测定、温室和人工气候箱模拟实验相结合的方法，分别以草甸草原、典型草原和荒漠草原生态系统的典型植物为材料，探索分析在不同温度下其个体生长速率、导水率、叶片气孔导度、叶片光合速率、冠层导度和初级生产力（GPP）、物种组成和净生产力等对水分亏缺的脆弱性，明确其过程发生突变的水分阈值。采用气体交换参数测定、叶绿素荧光动力学分析、放射性碳同位素示踪、稳定性碳同位素分馏、酶动力学和高效液相色谱分析等手段，在光合性能、无结构碳水化合物的运转和分配、关键酶特性和渗透能力等方面，从生理学、生物化学、酶学和生态学学科交叉的综合层面上，阐明其脆弱性和阈值形成的机制。为预测在全球变化背景下草原生态系统的发展变化趋势，遏制退化，促进草地资源的可持续利用，采取适应性生态安全对策提供理论依据。

结论摘要：

该项目以气候变化关键因子土壤水分和生长温度对我国北方典型植物的负面影响为切入点，通过观测实验以典型物种羊草、大针茅为例研究了其生长、碳氮分配、碳同位素分馏、氮素营养、氮代谢关键酶活性、光合性能等生理生态关键参数对土壤水分变化的响应，给出了变化的阈值；进而分析了温度变化对植物水分关系的影响。首先阐明了典型植物羊草生长对水分变化的响应及其阈值，当土壤相对含水量（SRWC）低于35%，即使完全复水亦不能获得未受到水分胁迫的生物量，此为土壤水分的最低阈值；在60－65%的SRWC范围内可获得最高生物量，为其最适阈值。阐明了不同温度下的典型植物光合性能对土壤水分变化的敏感性及其阈值。高温和水分亏缺的联合作用使典型植物叶片的光合性能显著降低，温度条件决定了光合作用对水分胁迫的脆弱性。温度升高显著降低了叶片的净光合速率和瞬时水分利用率，却增加了气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率，在夜间温度升高的条件下同样亦如此。通过利用改进的光合模型对不同叶龄光响应曲线和A/Ci响应曲线的参数估计，以及对叶绿素荧光参数、碳分配库源关系、氮素营养分析、叶片气孔密度和叶肉细胞超微结构观测等，进一步阐明了其脆弱性机制。