本项研究由三部分构成(1)于2005-2007年在河北坝上塞北管理区封育5年的羊草草原上进行,通过对每次降水事件到达试验区域雨量的控制设置了5个降水梯度,对不同刈割频次的控制设置了2个刈割强度。对不同降水梯度和刈割强度组合的土壤含水量变化,群落数量特征变化,冠层结构变化,地上地下生物量变化的规律进行研究,同时还对生长季羊草生物量和总生物量增长变化的规律性以及不同土壤水分条件下羊草和糙隐子草(主要伴生种)叶片的水势变化,羊草叶片的光合性能对水势变化的响应等进行了研究;(2)于2007年在内蒙古太仆寺旗以冷蒿和星毛委陵菜为主的典型草原上,对影响不同海拔梯度上地上生物量分布变化的因子进行了评价研究;(3)利用锡林浩特观象台1989-2002年(1999年除外)的降水分布数据与同期草原地上生物量数据进行回归分析研究。主要研究结论有:1、不同降水梯度下土壤含水量的月、旬和日变化都存在显著差异。在月尺度上降水控制R5处理的土壤含水量较高,在旬尺度上降水控制R1的处理土壤含水量较低,在日尺度上降水控制R2-R5在降水事件后的前期差异较大,但是在第8天土壤含水量就非常接近了,而R1处理一直偏低。刈割强度在不同的尺度研究中出现了截然相反的结论,在2005年和2006年的月尺度上刈割次数的增加降低了土壤表层(0-20cm)的含水量,而2007年在日尺度上测定的结果是刈割次数的增加土壤含水量显著增加,主要是不同冠层结构对不同降水条件下的水分蒸散和冠层截留等的影响差异很大。2、降水梯度和刈割强度都对群落数量性状产生影响,刈割对群落株高的影响高于降水量变化的影响,就密度而言降水量和刈割强度各自规律性不明显,但是降水量增加羊草的密度呈现降低的趋势,降水量减少不进行刈割处理羊草的密度最高。降水梯度和刈割强度增加提高群落的多样性指数,均匀度指数变化减少,但此结论不适合R1(降水量减少50%)的处理。降水梯度增加降低优势种羊草的重要值,增加伴生种南牡蒿的重要值,糙隐子草的变化规律不明显。3、逻辑斯蒂方程可以很好拟合羊草和群落的生长过程,3年中相对生长速率(RGR)均在8月20日前后出现负增长,该时期是进行打草作业的最佳时机;太阳辐射较少或降水量过大造成的低温对群落的RGR影响很大,极端降水事件会造成RGR在生长季出现负增长。4、不同降水梯度之间植物群落冠层结构差异不大,但刈割处理后再生植物群落与没有进行刈割处理群落之间差异明显,利用LAI数据可以很好对地上生物量进行估计。5、植物叶片水势随着土壤水势的降低而降低,叶片水势降低导致气孔导度,光合性能显著降低。过多水分降低根部温度导致叶片生长区温度降低,在早上和傍晚时叶片光合性能降低。6、刈割强度对总生物量和主要草种的地上生物量的影响程度强于试验设定的降水量,刈割强度增加会提高各草种地上生物量。植物对土壤水分具有延迟反映,一次降水事件后期土壤保持的含水量对整个群落生物量积累效用强于降水总量的作用。7、降水梯度变化对地下生物量的影响没有达到显著性水平,降水量降低和升高都有降低生长季后期地下生物量的趋势。8、地上生物量与土壤表层0-10cm的重量含水量、物种数和盖度三个指标关系最为密切,也可以这样理解要保持提高草原第一性生长能力,就是要提高草原土壤表层含水量和草原物种的多样性指标。9、降水量的旬(或月)方差值是计算地上生物量的最佳统计量,可以解释地上生物量68.9%的变异,显著高于降水量旬、月平均值以及4-6月、7-9月以及整个生长季降水量对其解释能力。