在半干旱草原生态系统，水分的有效性和其它限制生物活性的因素一样，在空间和时间上存在着异质性。在半干旱区草原生态系统水分的输入主要以降雨为主。本项目将利用净生态系统碳交换为指标来确定典型草原生态系统的"生态有效"降雨的阈值，通过观测人工模拟降雨后个体、功能群和群落水平的光合速率、气孔导度、叶水势、土壤呼吸、土壤湿度和土壤水势等变化以及茎和土壤水分氢同位素分析来确定生态系统对降雨的响应阈值及其响应机制。并以总"生态有效"降雨量为参数，建立估测草原生态系统碳循环的机理模型。.温带典型草原是我国温带草原中具有代表性和典型性的一种类型。对该地区研究集中在水分长期动态的生态重要性，而在相同环境条件下，短期水分有效性变化的研究却涉及的很少。本研究将有助于理解短期水分资源有效性对典型草原生态系统碳交换的影响及其响应机制，为将来草原生态系统在全球碳循环中的作用提供理论支持。

在半干旱草原生态系统，水分的有效性和其它限制生物活性的因素一样，在空间和时间上存在着异质性。在半干旱区草原生态系统水分的输入主要以降雨为主。本项目将利用净生态系统碳交换为指标来确定典型草原生态系统的"生态有效"降雨的阈值，通过观测人工模拟降雨后个体、功能群和群落水平的光合速率、气孔导度、叶水势、土壤呼吸、土壤湿度和土壤水势等变化以及茎和土壤水分氢同位素分析来确定生态系统对降雨的响应阈值及其响应机制。并以总"生态有效"降雨量为参数，建立估测草原生态系统碳循环的机理模型。 研究结果表明，不同优势物种的净光合速率对不同有效降雨阈值脉冲的响应不同；土壤湿度、土壤水势和土壤呼吸都表现出相同的趋势。通过实验证明了单次5 mm降雨的降雨量能够促进植物的碳吸收。而3 mm的降雨量能够促进生态系统的碳排放。这暗示着在构建生态系统呼吸模型时，应考虑以>3 mm降雨量为有效降雨，而构建光合模型时，应以>5 mm 为有效降雨量。