气候变暖和降水格局改变是全球气候变化的两个主要方面。2013年的IPCC报告指出,1880-2012年间全球平均温度增加0.85℃,本世纪末将增加2℃-6℃;降水格局改变表现为时空不均衡性增加和极端降水事件频发。气候变暖和降水格局改变能够对自然界中的动物、植物和微生物的生理生态特征产生重要影响。目前,相关研究主要集中在探讨生物个体,生活史特征(生长、发育和繁殖物候、行为)和种群大小和结构对全球变化的响应与适应等方面,并且取得了重要研究进展。但是,对于拥有完全变态发育的动物而言,由于具有不同的生活史阶段和特征,其对全球变化的响应可能更为复杂。目前,人们尚不能完全了解这类动物对全球变化的响应和适应机制。两栖动物如蛙类,由于其体内没有有效的温度调节机制,且有完全变态发育的生活史,易受到外界环境条件的干扰,尤其是其幼体阶段对气候变化极为敏感,导致其物种丧失速度明显快于其他动物类群。目前,对两栖动物响应全球变化的研究局限在大尺度的时空范围内的野外调查,缺少对其幼体不同阶段的精细测量。由于其特殊的地理气候条件,青藏高原是对气候变化尤其是温度和降水变化响应最为敏感的区域之一。1982-2012年间青藏高原平均气温每10年增加0.4℃,其降水量及降水的年际变化较小但区域间差异较大。青藏高原在未来50年间的增温幅度将达1.4℃-2.2℃,区域间的降水差异将进一步增大。高原林蛙(Rana kukunoris)作为青藏高原特有物种,是湿地生态系统最重要的顶级捕食者之一,在湿地生态系统结构和功能过程中发挥着重要作用。而且,近年来由于人为活动干扰增强和气候变化加剧,其种群数量和分布范围逐年减少。基于此,本论文在青藏高原东北部的红原高寒草甸,通过野外调查和微宇宙模拟相结合的实验方法,系统研究模拟增温和降水格局改变对高原林蛙的生殖,幼体阶段(蝌蚪)的生长、发育和存活,及其与捕食者关系的影响。在野外调查实验中,选取5种类型(暂时性池塘、永久性池塘、永久性沼泽、季节性溪流、人为干扰池塘)共44个池塘,跟踪记录繁殖季节(5-8月)内每个池塘中的繁殖参数及成活幼体数量,探讨时间序列上的降水和池塘类型与种群存活间的关系。在微宇宙实验中,以蝌抖-捕食性甲虫(龙虱,Agabussp.)关系为研究对象,采用两因素的正交实验设计(增温vs.常温,捕食者vs.无捕食者),探讨增温对蝌蚪生长发育,以及对捕食者-猎物关系的影响。以降水强度和频度为因素,探讨降水格局的变化对高原林蛙生殖及卵化的影响。主要研究结果如下:1.高原林蛙卵化率随着降水量的增加而降低,蝌蚪变态率随降水量的增加而增加,蝌蚪存活率和“变态蝌蚪数/卵数量”与降水量无关,但随捕食者密度的增加而降低;池塘类型对卵化率、蝌蚪存活率和变态率均有显著影响,其中,人为干扰池塘中的卵化率、蝌蚪存活率和变态率均最低;降水量和池塘类型的效应取决于高原林蛙的产卵时间。降水强度和频度增加均显著的提高了卵化率。2.捕食者存在时,增温显著增加了蝌蚪的体重,提高了蝌蚪的生长速率,降低了蝌蚪的活动时间,导致变态时个体变大;无捕食者时,增温降低了蝌蚪的体重,提前了蝌蚪的变态时间;无论是在增温还是常温条件下,捕食者均显著地增加了蝌蚪的死亡率。以上研究说明:温度和捕食者是影响蝌蚪存活、生长和发育的重要因素;降水格局改变能够影响高原林蛙的生殖时间和后代存活与生长。本研究结果有望提高对具有完全变态发育的两栖动物响应和适应全球气候变化生态学机制的理解,并在一定程度上为高寒草甸生态系统物种多样性保护提供理论依据。