降水格局变化以及氮沉降增加作为当前两个重要的全球变化要素与发展趋势，其对全球陆地生态系统碳循环过程的影响近年来受到各国学者的广泛关注。草地生态系统是我国面积最大的陆地生态系统，且所处位置多属于干旱、半干旱的生态环境脆弱地区，表现出显著的水分匮乏与氮养分不足，是草地生态系统生产力的形成以及生态系统可持续发展的两大重要限制性因子。碳循环过程作为草地最重要的物质循环过程，未来全球及区域水、氮要素的变化势必将对未来草地生态系统碳循环过程以及源汇状况产生重要影响。其中，土壤碳排放、叶片光合特征以及草地净初级生产力作为草地生态系统的碳排放和碳固定的关键过程，目前这些过程对未来降水和氮沉降变化，尤其是水、氮因子耦合变化下的可能响应还不明确，存在较大的不确定性。　　基于目前国内外相关研究现状，本研究拟以我国内蒙古温带羊草草原为主要研究对象，通过双因素完全随机区组设计小区控制试验，于2012和2013年生长季在试验小区设置增雨处理（对照，W0，不增雨;W15，增加15％的年均降雨量）和施氮处理（对照，N0，不施氮;低氮，N5，50 kgN·ha-1·y-1;中氮，N10，100 kgN·ha-1·y-1;高氮，N20，200 kg N· ha-1·y-1）来模拟未来降水增加和氮沉降增加的全球变化情景，定量探讨了水、氮添加及其交互变化对土壤CO2排放、羊草叶片光合特征以及羊草草地生物量的影响效应，以期更好地把握全球变化情景下羊草草地生的关键碳循环过程变化，为准确预测未来气候变化趋势，有效应对气候变化提供重要的基础数据和科学依据。本研究所得主要结论如下:　　(1)本研究中土壤CO2通量存在明显的日变化规律，温度是影响CO2通量日变化的关键要素。昼夜观测结果发现，土壤CO2通量在15:00点左右达到排放峰值，在凌晨5:00左右达到最低;施氮显著增加土壤CO2日累积通量，施氮的促进作用按施氮量由低到高逐渐增加，不同氮处理水平均显著促进了土壤呼吸，但中氮与高氮间的差异并不显著;土壤CO2通量日变化与气温和地温显著正相关，而与土壤含水量不存在显著相关关系;土壤CO2通量日变化与0-10 cm土壤的MBC呈负相关。　　(2)本研究中水添加对土壤呼吸的短期激发效应显著。在三次短期加密观测中，施水处理土壤CO2通量均高于不施水处理，但激发作用持续时间较短，试验处理72 h时两者土壤呼吸通量基本处于相近的水平;施氮处理在7月份水氮共同添加短期试验中作用不显著，可能是因为氮素起效慢以及中间有自然降水干扰所致;三次短期试验内水氮交互作用均不显著。6月短期观测中土壤呼吸和气温、地温以及0-10 cm土壤含水量显著相关。　　(3)本研究中水、氮添加并未影响草地土壤CO2通量的季节变化规律。不同处理土壤CO2通量变化趋势大体相同，各处理土壤呼吸通量均从生长季初开始上升，至6月末或7月初达到生长季的较高水平，并一直持续到8月中下旬，其后开始下降。但在土壤呼吸通量高峰时段由于持续干旱等原因也可能导致类似2013年8月的排放低谷出现;2012年CO2生长季累积通量的双因素方差分析结果显示，施氮对土壤年累积排放量具有显著促进作用，但当年较丰富的降水导致水分添加以及水氮交互作用效应并不显著。2013年施氮、施水以及水氮交互对土壤年累积碳排放作用均呈显著水平。两年生长季土壤呼吸通量变化与气温、地温以及0-10 cm土壤含水量变化显著正相关。　　(4)本研究中施氮对羊草叶面积、叶绿素相对含量以及叶氮浓度的变化均具有一定程度的促进作用，但不同氮处理水平之间并未呈现显著差异。水分添加以及水氮交互作用对羊草叶面积、叶绿素相对含量以及叶氮浓度变化作用效应不显著;水、氮添加并未改变羊草叶片净光合速率的季节变化动态，双因素方差统计结果显示，水分、氮素添加以及水氮交互作用对羊草叶片净光合速率的影响效应均不显著。水、氮及其交互作用对羊草叶片蒸腾速率及瞬时水分利用效率这两项指标在统计学上的影响效应也均不显著。2012年生长季试验开展期间降水偏多可能对试验观测产生一定的干扰，因此开展长期定点观测以获得不同降水年型下的观测结果对于全面、准确评价未来水、氮变化情景下植被光合固碳能力的响应至关重要。　　(5)本研究中水氮添加并没有改变羊草群落植被生长规律，每年自然水热因子的情况不同会导致植被生长产生较大波动，尤其降水的多寡是影响羊草群落植被生长的重要因素。在2012年和2013年的生长季水氮添加试验中，施氮对羊草植被生物量产生显著的促进作用，而施水和水氮交互作用均不显著。2012年施氮对地上和总生物量均有显著的促进作用，但对地下生物量无显著影响;2013年施氮对地上、地下以及总生物量均有显著促进作用。　　(6)本研究中水氮添加并未改变羊草群落根冠比的生长季变化模式，自然因素影响根冠比更为明显。两年试验中，2012年由于降水偏多，弱化了人为水分添加对草地植被生长及其分配格局的影响，根冠比对人为水、氮添加响应不显著，而2013年受自然降水干扰较小，施氮显著降低了植被根冠比，但施水和水氮交互对其作用仍不显著。　　(7)2012年和2013年施氮对羊草群落净初级生产力均有显著地促进作用，但施水和水、氮交互对整个群落净初级生产力作用效应均不显著。2012年不施水处理中三个施氮处理的地上地下总净初级生产力(TNPP)均值比对照(W0N0)高33.53％，施水处理中三个施氮处理的TNPP均值比对照(W15N0)高4.82％。2013年不施水处理中三个施氮处理的TNPP均值比对照(W0N0)高68.02％，施水处理中三个施氮处理的TNPP均值比对照(W15N0)高99.36％。