大气环流模型预测全球的水文循环在未来气候变化情景下会增强。全球水文循环的增强会造成降雨在年际间和年内的变异增大,其中包括降雨量的变化及其分布模式的改变,特别是降雨季节分配的变异。尽管之前有很多研究已经关注到了降雨量、降雨频度及降雨强度对生态系统碳循环过程的影响,却很少有研究去探究降雨季节分配的影响。与降雨量相比,降雨季节分配在调节生态系统功能中发挥着同等甚至更重要的作用,特别是在干旱半干旱陆地生态系统中。为了探究降雨季节分配变化对干旱半干旱陆地生态系统功能的影响,本研究在内蒙古半干旱草地生态系统,通过人工控制的方法改变生长季降水分配,将6月份降水与7月份降水互换以及8月份的降水与9月份降水互换,分别模拟提前和推迟生长季降雨峰值,来研究降雨季节分配对半干旱草地生态系统土壤呼吸(SR)、净生态系统CO2交换(NEE)、生态系统呼吸(ER)和总生态系统生产力(GEP)的影响。通过连续四个生长季(2013-2016年)的实验观测,我们发现,提前降雨峰值显著降低了 25.5%的微生物量碳(MBC)和44.8%的微生物量氮(MBN),通过对微生物活动的抑制从而减少了 6.5%的生长季SR。推迟降雨峰值显著降低了 16.7%的地下净初级生产力(BNPP),并通过抑制植物根系的生长显著减少了 8.5%的SR。提前降雨峰值对NEE、ER和GEP的影响不显著。但是,推迟降雨峰值分别显著地降低了 8.8%的ER和7.8%的GEP,另外,由于ER和GEP的同时降低,造成了推迟降雨峰值对NEE没有影响。同时,不同年份的生长季中期降雨量与SR、NEE、ER和GEP存在着显著的正相关关系,但是生长季前期(5-6月)和后期(9-10月)的降雨量与SR、NEE、ER和GEP不存在相关关系。我们的研究证明,推迟降雨峰值相对于提前降雨峰值对生态系统碳循环具有更强烈的影响。同时,生长季中期的降雨量比生长季前期或者后期降雨量更加重要,它决定了碳循环过程年内和年际间的变异。本研究结论强调了降雨季节分配在调节生态系统碳循环过程中的重要作用,以及生长季中期降雨在整个生长季中的重要地位。在未来全球变化的背景下,生态系统碳循环对降雨季节分配改变的响应会进一步反馈给气候变化,并会对全球气候变化产生更加深远的影响。