植物形态特征、生长速度和响应模式是植物对外界环境的反应。降水模式变化对其形态特征、生长速度和响应模式存在较大的差异。研究降水模式变化对植物形态特征、生长速度和响应模式的影响对于了解植物生命的分布,预测物种灭绝的风险,保护生物多样性,提高区域面对环境变化的可持续发展能力具有重要意义。本研究以我国西北干旱半干旱地区建群种和优势种红砂(Reaumuria soongarica)幼苗为研究对象,通过人工模拟年均降水量(W)增加(W+)和减小30%(W-)以及年均降水频率(F)和减小50%(F-)变化对红砂幼苗进行处理,运用方差分析、最小显著差异法(LSD)、Spearman等级相关系数法、对数响应比(LRR)和幂函数拟合等方法分析了红砂幼苗株高、地上生物量、地下生物量、总生物量、根冠比、根高比、地上径向密度和地下径向密度8个指标的变化情况,讨论了降水模式变化对红砂幼苗植物形态特征、生长速度和响应模式的影响。取得如下主要结果:1、降水量增加对红砂幼苗株高、地上生物量和总生物量生长有促进作用,在实验末期(2018年10月,下同)分别增加了71.93%、71.95%和70.59%。降水量对红砂幼苗株高和生物量的影响大于降水频率。在幼苗阶段,降水量和降水频率之间未发现交互作用(P>0.05)。根高比与降水量负相关且各处理差异显著。降水量减少30%,根高比增加了74.80%。在表征降水量和植物形态之间关系时,根高比比根冠比更具有稳定性。地上径向密度变化趋势为:首先W+处理>W-处理,然后W-处理>W+处理,分别为增加39.73%(2017年10月)和减小16.02%。地下径向密度与降水量正相关。当降水增加时,地下径向密度增加了93.12%,根系变得相对较粗和较短。一组特定的形态和生理特征只会在有限的干扰大小或可用资源范围内产生较高的生长速度。红砂幼苗主要通过调整株高、根系的长度、粗细和生物量来适应其资源供应的方式。2、降水模式变化对相同指标生长速度和响应模式影响不同且差异显著。相对于分组对照(WF和WF-),株高、地上生物量、总生物量和地下径向密度变化速度与降水量正相关;根冠比、根高比变化速度与降水量负相关;相同降水量,降水频率减小时,株高、地上生物量、总生物量和地下径向密度变化速度增大;地上径向密度只与时间单调正相关,而与降水处理无关。红砂幼苗对降水模式的响应具有实时性(生长期内未发现延迟响应,休眠期存在无响应)。阻尼响应和加速响应在幼苗阶段经常发生。有时在实验早期与后期,响应效应方向可能是相反的。3、相同降水模式对红砂幼苗不同指标生长速度和响应模式影响不同且差异显著。在降水量增大时,红砂幼苗地上生物量、总生物量、株高和地下径向密度变化较大,而在降水量减小时根高比、根冠比、地下生物量和地上径向密度变化速度较大。相同降水模式下,红砂幼苗的响应方向试验过程中经常发生变化,有不同的反应模式类型。4、降水模式变化对红砂幼苗相同指标相对株高生长速度的影响不同且差异显著。所有红砂幼苗对降水量增加的反应都不是最积极的。相对株高生长速度,地上生物量、地下生物量、总生物量、地上径向密度和地下径向密度在降水量增大时最小,在降水量减小时最大。相反,降水量减小处理的植株表现最好,而降水量增加处理的植株表现最低。5、相同降水模式对红砂幼苗不同指标相对株高生长速度影响不同且差异显著。地上、地下生物量相对株高生长速度在各处理中均表现最积极。地下生物量生长速度均大于地上生物量,地下径向密度生长速度均大于地上径向密度。