降雨格局改变对全球的陆地生态系统影响深远，特别是受水分限制的干旱半干旱草地生态系统。然而关于降雨格局改变对生态系统和土壤碳通量的研究主要集中在降雨量的改变上。近年来，随着降雨时机改变对生态系统和土壤碳通量影响的研究陆续开展，研究发现降雨时机改变的影响也不容忽视。但是，生长季内不同时期降雨量变化对碳通量影响的研究匮乏。　　本研究依托2015年在中科院植物研究所多伦恢复生态学示范研究站设计的改变前半个生长季(4-6月)和后半个生长季(7-9月)各60％的平均降雨量实验研究生长季(4-9月)不同时期降雨改变对中国北方温带草原生态系统和土壤碳通量的影响。研究目的包括：总生态系统生产力、净生态系统碳交换、生态系统呼吸和土壤呼吸对改变生长季不同时期降雨量的响应；明确碳通量变化的驱动机制。研究表明，前期减雨处理降低总生态系统生产力12%、生态系统呼吸11%、净生态系统碳交换11%和土壤呼吸13%。同样地，在后期减雨处理中总生态系统生产力，生态系统呼吸、净生态系统碳交换和土壤呼吸分别降低32%、21%、44%和26%。但是前期增雨和后期增雨对总生态系统生产力、净生态系统碳交换、生态系统呼吸和土壤呼吸的影响均未能达到显著水平。前期减雨和后期减雨通过降低生长季后期土壤湿度和植被归一化指数抑制总生态系统生产力和净生态系统碳交换。而前期减雨和后期减雨引起生态系统呼吸的显著降低可以由降低的前期和后期土壤湿度、植被归一化指数和净生态系统碳交换的变化来解释。相比前期减雨，后期减雨对总生态系统生产力、净生态系统碳交换抑制程度更强烈。土壤呼吸对前期减雨和后期减雨的响应方向和程度，与生态系统呼吸对其的响应方向和程度一致。后期减雨对土壤呼吸的抑制程度是前期减雨的两倍。前期减雨和后期减雨引起的土壤呼吸的降低可以用土壤湿度、植被归一化指数和总生态系统生产力的改变来解释。这些结果表明在该北方温带草原，相比增雨，生态系统碳循环对减雨更敏感，特别是生长季后期减雨。减雨导致的土壤湿度和净生态系统碳交换的降低一方面会降低该地区的草地产出，另一方面降低该地区植被覆盖进而可能会加剧该地区草地退化。