植物物候体现了植物对温度、降水、光照等环境条件季节性变化的适应,对气候变化具有指示作用。研究植物物候变化规律及其调控机制对物候的准确预测及科学应对气候变化具有重要意义。但现有研究大都仅考虑气象因子对植物物候的影响,关于物候变化的生理生态机制研究较为缺乏。本研究以克氏针茅为研究对象,采用1985～2018年中国气象局内蒙古锡林浩特国家气候观象台的物候和气象观测数据,结合2020年增温与控水的原位模拟试验资料,研究了克氏针茅植物物候变化特征及其光合生理生态机制。主要结论如下:（1）1985～2018年间,克氏针茅草原气候和植物物候发生显著变化。该地区气候变暖趋势显著,但年降水量变率大,未来暖湿化与暖干化均有可能发生。克氏针茅植物的返青期呈现显著推迟趋势;抽穗期和枯黄期年际间变异大,呈现不显著的提前趋势;克氏针茅植物的生育期长度显著缩短。（2）克氏针茅植物物候受前期气象因子影响显著。气象因子影响克氏针茅植物返青期的关键时期是2月中旬～4月上旬。2月中下旬及3月上中旬升温将导致克氏针茅植物返青期推迟,而3月下旬及4月上旬升温会导致返青期提前。2月～3月相对湿度与返青期显日序著负相关,4月降水的增加将显著推迟返青的发生。3月～4月日照时数的增加将促进克氏针茅返青。克氏针茅植物抽穗期响应气象因子变化的关键时期是6月。6月温度升高及日照时数增加将显著推迟克氏针茅植物的抽穗期,但降水增加及空气湿度升高将导致克氏针茅植物提前抽穗。8月是气象因子影响克氏针茅植物枯黄期的关键时期,期间降水增加和相对湿度升高均会推迟克氏针茅植物的枯黄期,而温度升高和日照时数增加则导致枯黄提前发生。（3）不同水热组合对克氏针茅植物物候的影响不同。模拟试验数据表明,温度升高是导致克氏针茅植物的返青期和抽穗期提前、枯黄期推迟的主要原因,水热协同作用则主要影响克氏针茅植物的抽穗期。（4）气候变化显著影响克氏针茅植物的生理生态特征。在返青期和抽穗期,增温增水处理显著提高了克氏针茅植物的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而增温减水处理下水分利用效率显著升高。在枯黄期,增温处理显著提高了克氏针茅植物的净光合速率和水分利用效率,但不同水分处理间克氏针茅植物的光合生理生态特征无显著差异。（5）净光合速率是克氏针茅植物物候的决策因子,温度和降水则是植物物候变化的限制因子。在克氏针茅植物的返青期、抽穗期和枯黄期,净光合速率均是对物候直接影响最大的光合生理生态因子。在返青期和抽穗期,净光合速率的增加将导致物候提前发生;而在枯黄期,净光合速率的增加会推迟物候的发生。本研究探索了草地生态系统对气候变化的响应和适应机制,对评估气候变化对草地生态系统的影响具有重要意义,为植物物候模型发展和物候机理研究提供理论支撑。