本研究以内蒙古地区3种草原类型区草地群落为研究对象，研究不同气候条件下草地群落生物量、化学计量特征及其碳氮分布规律对氮磷添加的响应差异，旨在为全球变化背景下我国退化草地恢复和治理工作提供理论基础和建议，同时也为准确分析与预测氮沉降背景下草地碳源汇变化和碳收支提供科学依据及基础资料。主要结果如下：

（1）内蒙古草地群落结构和物种组成较为简单，其物种科属种分布较为分散，物种多样性和群落生产力沿东北-西南方向样带整体呈现先降低后上升的变化趋势，3种草原类型区物种多样性指数整体无显著差异（P>0.05），而草甸草原群落生产力显著高于典型草原和荒漠草原（P<0.05）。相关分析结果表明气候因子和土壤条件对内蒙古自然植被物种多样性和生产力均有显著影响。草地群落生产力与物种丰富度、多样性指数均呈线性正相关。

（2）氮磷添加对内蒙古草原各站点草地群落生物量（地上、地下生物量和总生物量）都具有促进作用，其生物量变化比例均随氮磷添加水平呈现先上升后下降的变化趋势。不同氮磷添加水平对草甸（8.22%～38.44%）和荒漠草原（14.72%～54.38%）草地群落地上生物量的促进作用均高于典型草原（4.18%～19.18%）。地下生物量对氮磷添加的响应整体比地上生物量小，其中N添加对草甸（6.99%～27.32%）和典型草原（22.9%～41.83%）地下生物量的促进作用高于荒漠草原（2.29%～18.28%），对典型草原（3.81%～21.20%）和荒漠草原（10.98%～35.15%）总生物量的促进作用高于草甸草原（1.18%～10.93%）；而不同P添加水平对典型草原（24.72%～53.84%；5.58%～27.38%）和荒漠草原（27.94%～49.49%；17.21%～41.19%）地下生物量和总生物量的促进作用均高于草甸草原（-1.39%～19.72%；-8.82%～11.41%）。沿经度梯度下各站点草地群落地上生物量主要与氮磷添加水平和降雨量呈正相关关系，而地下生物量和总生物量主要与磷添加水平和干旱系数呈正相关关系，三者均与温度呈负相关关系。

（3）在群落水平上，不同N添加水平下荒漠草原（4.03%～22.04%）群落N/P增加比例高于草甸草原（-0.48%～10.93%）和典型草原（-0.38%～14.51%），而群落C/N和C/P变化比例在3种草原类型间相差不大。随施氮水平的升高，草甸草原和荒漠草原群落N/P逐渐增加，群落C/N逐渐减小，而群落C/P变化趋势不显著（P>0.05）；而典型草原各站点化学计量比无显著变化趋势。不同土层土壤化学计量比对N添加水平变化趋势大致相同，其中，3个草原类型区0-10cm和10-30cm土壤C/N随N添加水平呈下降趋势，土壤N/P呈现先上升后下降的变化趋势，而C/P则变化趋势不显著（P>0.05）。不同P添加水平下3种草原类型群落C/N变化比例相差不大，而群落C/P（-41.31%～-19.99%）和N/P（-43.16%～-27.72%）下降比例以荒漠草原最大，而草甸草原和典型草原较为接近。随施磷水平的升高，群落C/N逐渐增加，而群落C/P和N/P逐渐下降。3种草原类型0-10cm和10-30cm土壤C/P和N/P均随P添加水平呈显著下降趋势，而C/N随P添加水平变化趋势不显著（P>0.05）。

（4）氮磷添加对经度梯度下各站点草地群落生物量碳氮库都有提升作用，其生物量碳氮库变化比例均随氮磷添加水平的增加而增加。不同N添加水平对典型草原地上生物量碳氮库的促进比例弱于草甸和荒漠草原，而草甸和典型草原地下生物量碳氮库和总生物量碳氮库的变化比例均高于荒漠草原。而不同P添加水平对荒漠草原地上生物量碳氮库的促进比例高于草甸和典型草原，典型草原地下生物量碳氮库和总生物量碳氮库的促进比例高于草甸和荒漠草原。不同氮磷添加水平对不同土层土壤碳氮库的促进作用整体较弱，其中荒漠草原不同土层土壤碳氮库变化比例均小于草甸和典型草原。不同氮磷添加水平下草甸草原草地群落地上活体碳库/根系碳库下降比例最大，荒漠草原地上活体氮库/根系氮库增加比例最大。不同N添加水平下草甸草原碳氮元素在地上活体-土壤和根系-土壤组分间的增加比例大于典型和荒漠草原。不同P添加水平下荒漠草原地上活体-土壤间氮分配增加比例最大，草甸草原根系-土壤间的氮分配比例增加最大。

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目 录

第1章 绪论......................................................................................................................... 1

&nbsp; 1.1选题的背景及意义.................................................................................................... 1

&nbsp; 1.2国内外研究现状与进展............................................................................................ 1

&nbsp; 1.3 研究内容及目标....................................................................................................... 6

第2章 材料与方法............................................................................................................ 7

&nbsp; 2.1 研究区概况............................................................................................................... 7

&nbsp; 2.2 实验设计................................................................................................................... 8

&nbsp; 2.3 研究方法................................................................................................................... 9

&nbsp; 2.4 技术路线................................................................................................................. 12

第3章 不同草原类型区植被物种多样性、生产力变化及其环境解释................... 13

&nbsp; 3.1 不同草原类型区草地群落物种多样性和生产力的变化.................................. 13

&nbsp; 3.2 不同草原类型区草地群落物种多样性、生产力变化的影响因素................. 13

&nbsp; 3.3 草地群落物种多样性与群落生产力的关系...................................................... 18

&nbsp; 3.4 讨论......................................................................................................................... 19

&nbsp; 3.5 小结......................................................................................................................... 21

第4章 氮磷添加对不同草原类型区草地群落生物量的影响................................... 23

&nbsp; 4.1 氮添加对不同草原类型区草地群落生物量的影响.......................................... 23

&nbsp; 4.2 磷添加对不同草原类型区草地群落生物量的影响.......................................... 26

&nbsp; 4.3 植物生物量氮磷添加效应比较................................................................... ....... 28

&nbsp; 4.4 小结......................................................................................................................... 30

第5章 氮磷添加对不同草原类型区植物群落和土壤生态化学计量比的影响 ......32

&nbsp; 5.1 氮添加对不同草原类型区草地植物群落化学计量比的影响.......................... 32

&nbsp; 5.2 磷添加对不同草原类型区草地土壤化学计量比的影响.................................. 39

&nbsp; 5.3 植物群落和土壤生态化学计量特征的氮磷添加效应比较.............................. 47

&nbsp; 5.4 小结.........................................................................................................................&nbsp;49

第6章 氮磷添加对不同草原区植物群落和土壤碳氮分配特征的影响................... 51

&nbsp; 6.1 氮添加对不同草原类型区植物-土壤系统碳氮分配特征的影响.................... 51

&nbsp; 6.2 磷添加对不同草原类型区植物-土壤系统碳氮分布特征的影响................... 59

&nbsp; 6.3 讨论......................................................................................................................... 67

&nbsp; 6.4 小结.......................................................................................................................... 70

第7章 总结及展望.......................................................................................................... 72

&nbsp; 7.1 主要结论................................................................................................................. 72

&nbsp; 7.2 展望......................................................................................................................... 73

参考文献....................................................................................................... .................. 75

致谢................................................................................................................................... 81

作者简介及攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果.................................... 83