中文摘要：

氮是决定陆地生态系统结构与功能的关键因素之一，因此陆地生态系统氮循环是生态学将继续长期关注的主要问题。生物多样性与氮循环关系的研究不仅是生物多样性与生态系统功能理论研究的核心内容，而且对指导生态系统可持续管理与利用也具有重要的实践意义，但目前关于植物功能多样性在草原氮循环中的作用与机制的研究还很少。本项目拟以锡林郭勒典型草原为研究对象，利用已经开展5年的草原生物多样性与生态系统功能野外控制实验（BEF实验），在对非目标功能群分别采取部分剔除或完全剔除措施后形成的两种植物功能多样性的梯度上，研究1）氮在植物、土壤和微生物等不同库中的分配与储量；2）土壤氮保持与供氮能力；3）土壤氮的矿化、硝化和反硝化过程的动态及其影响因素。目标是定量阐明植物功能多样性在典型草原氮循环关键地下生态学过程中的作用与机制，丰富生物多样性与生态系统功能关系的理论，为草原生态系统可持续发展与利用提供实验证据与理论依据。

结论摘要：

生物多样性的变化是全球变化的重要组成部分，能够改变生态系统的结构和功能，影响生态系统的物质循环和能量流动过程，进而对生态系统服务和人类福祉产生影响。本研究的目的是通过内蒙古典型草原生态系统剔除实验（IMGRE），在分析土壤属性、元素计量化学和土壤氮循环关键过程及其相互关系的基础上，阐明草原植物功能群多样性与土壤氮循环的关系。实验中将植物划分为5个植物功能群多年生根茎禾草（Perennial rhizomatous grasses, PR）、多年生丛生禾草(Perennial bunchgrasses, PB)、多年生杂类草(Perennial forbs, PF)、一/二年生植物(Annuals/biennials, AB)、灌木半灌木(Shrubs/sub-shrubs, SS)，利用剔除不同数目及组合的功能群产生多样性梯度及功能组合差异展开研究。主要研究结果有 1. 研究区域土壤微生物群落结构呈明显的季节变化。不同植物功能群多样性下，土壤基本特性及碳氮矿化潜能在沿土壤剖面的垂直分布格局相似，主要养分特征值一般自上而下递减。 2. 植物功能群多样性和功能群组成变化和土壤理化特性的变化存在不同程度的联系，而且这种联系受部分剔除和完全剔除两种不同功能群多样性处理方法的影响。随着处理时间的增加，功能群多样性及组成对土壤理化性质的影响程度增加。 3．不同土壤有机碳库和氮库对功能群变化表现出不同的响应，即活性碳/氮和总有机碳/全氮的响应方式和速度不同。土壤硝态氮和有效氮含量与植物功能群多样性呈负相关，和对照相比，功能群PR土壤中的有效氮含量较低，功能群PF及PF+AB土壤NO3--N含量显著高于功能群PB。 4. 土壤不同计量化学参数对功能群多样性变化的响应不同。C:N随植物功能群多样性增加而升高，并发现通常在仅剔除PR处理下的C:N值较高。土壤C:P与植物功能群多样性间的关系存在年际变化，其中土壤N:P相对稳定，对植物功能群多样性变化不敏感。 5. 土壤矿化作用对植物多样性变化的响应存在滞后效应。功能群PR和PF下的土壤矿化速率较高，而功能群AB和PB下的较低。回归分析表明，植物功能群变化对土壤矿化作用的影响主要是通过改变土壤微生物、有机碳库和氮库而起作用，但随着实验处理时间的延长，功能群多样性与矿化作用的关系类型、程度和控制因素都在变化。