全球变暖正在改变着区域的降雨特征，而降雨特征的改变将对陆地生态系统产生重要的影响。由于水是干旱半干旱环境最重要的限制资源，所以干旱半干旱生态系统被认为是对降雨特征变化最敏感的生态系统。本论文以科尔沁沙地为例，通过长期监测数据分析和降雨控制试验相结合的方法研究了降雨特征变化对半干旱沙地沙丘植物生长、群落结构与功能的影响，以期了解半干旱沙地植物生态系统结构与功能对未来降雨特征改变的潜在响应，为区域资源的可持续利用及管理提供理论依据。主要的结果和结论如下:　　(1)分析了科尔沁沙地沙漠化较为严重的奈曼旗43年（1971～2013年）的降水数据。结果表明，该地区平均降水量为338.8 mm，年降水量无明显的增加或减少趋势。5-9月降雨量占全年降水量的85.32％。高频的小降雨事件是该地区降雨事件的主要组成部分，而低频率的大降雨事件是总降雨量的主要贡献者。生长季降雨日数正在以每10年2.16 d的速率减少，降雨事件的分布有极端化的趋势，即强降雨事件和干旱事件频率可能将会增加。　　(2)对比了两种典型沙丘植物群落地上生物量、物种丰富度10年(2005～2014)的变化，并分析了其变化与降水特征变化的关系。结果表明，不同沙丘植物群落对降水变化的敏感性不同，以多年生植物为主的固定沙丘植物群落，地上生物量和物种丰富度与年降水量有显著正相关关系;以一年生植物为主的丘间低地植物群落地上生物量、物种丰富度与年降水量无显著相关性，而与5～8月的降雨特征有关。　　(3)通过降雨控制试验调查了不同降雨特征（如高频率小降雨事件和低频率大降雨事件）对一年生植物生长的影响。结果发现，总降雨总量不变，随着降雨次数的减少、单次降雨强度的增加，一年生植物的地上、地下生物量和高度显著增加。但是，降雨间隔期的延长同样会影响一年生植物的生长，降雨间隔期的大幅延长会显著降低一年生植物沙米的生物量。　　(4)通过降雨控制试验调查了自然降雨特征改变对一年生植物群落结构与功能的影响。结果发现，总降雨量不变，单次降雨强度增加和降雨间隔期延长的极端降雨特征显著降低了一年生植物群落的地上生物量、植物高度、盖度及多样性指数。如当降雨次数从自然条件下的23次降至8次时，一年生植物群落的地上生物量、盖度和高度显著降低，而当降雨次数降至5次时，群落的地上生物量、植物高度、盖度、Shannon-Winner指数和物种丰富度均显著降低。　　(5)通过降雨控制试验调查了短期极端干旱事件（30 d无降雨发生）对一年生植物群落结构与功能的影响。结果发现，短期极端干旱事件显著降低了植物盖度、物种数和地上生物量，增加了植物地下/地上生物量比。但短期极端干旱事件对一年生植物群落的影响程度依赖于其发生的时间，例如，发生在4月的极端干旱事件对植物地上生物量的影响没有达到显著水平;4、5月的干旱事件对植物群落的盖度的影响并没有达到显著水平;4、7月的干旱事件对物种数的影响也未达到显著水平。　　降雨分布特征（强度和频率）对科尔沁沙地一年生植物群落结构与功能的影响要强于总降雨量。以高频率小降水事件为主的多变的降雨类型对维持半干旱沙地生态系统一年生植物群落的生产力和物种多样性有重要的作用。大降雨事件频率的增加会促进一年生植物的生长，增加群落的生产力，但当降雨间隔期超过了一定的阈值则会抑制一年生植物的生长，降低群落生产力、改变群落的结构。