人类活动极大地增加了生态系统中N的可利用性，然而其它元素的可利用性并没有随着N的增加而同步增长，这导致化学计量平衡被破坏并进一步造成生态系统生产力、养分循环及生物多样性的改变。环境中这种N含量的相对变化增加了其它元素成为生态系统限制因子的可能性。因此维持各种元素的浓度和化学计量平衡对生态系统功能非常重要。由于N沉降对生态系统的显著影响，各个生态系统的野外试验多关注于N添加的生态效应，而对P添加的影响（尤其是在草原生态系统中）研究比较少。而与C、N、P元素相比，有关其它元素的生态化学计量学研究更是鲜见报道。为研究草原植物中各物种的多元素化学计量学特征，本研究选择了内蒙古温带半干旱草原的三个代表性物种羊草（Leymus chinensis）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）和灰绿藜（Chenopodium glaucum）作为研究对象进行盆栽试验，分析了这些植物叶片中N、K、P、S、Fe、Zn、B、Mo、Cd、Pb等十种元素的化学计量学特征及物种间差异，并探讨了各元素的化学计量内稳性规律。此外，在内蒙古草原生态系统中进行了N、P添加试验，探讨了植物在群落和物种水平上对N添加、尤其是P添加和N+P同时添加的化学计量学响应，研究结果发现:　　除了大量元素以外，微量元素和非必需元素也可能对草原植物的总生物量、根冠比和叶片的叶绿素含量产生影响。随着环境中元素（包括大量元素、微量元素和非必需元素）浓度的增加，羊草的各项指标大都呈抛物线变化趋势;而糙隐子草的生物量和根冠比多数是下降的;灰绿藜中各指标则只对大量元素和Cd有响应，对微量元素的添加没有显著响应:这种物种间差异反映了不同物种的养分需求量和养分吸收策略的不同。N沉降等全球变化因子导致了土壤中N:养的失衡，它们引起的土壤养分改变对植物生长甚至群落中物种组成的影响可能不止是N可利用性变化的结果，还包括微量元素变化对植被产生的效应。　　内蒙古温带半干旱草原植物叶片的元素间浓度变异很大:三个物种叶片N的平均浓度(3.21×104mg kg-1)比Pb（0.42mg kg-1）高出五个数量级。N、K、P、S、Fe、Zn、B、Mo、Cd和Pb等元素在草原植物叶片中的浓度依次降低，这一趋势与地壳和土壤中的元素浓度规律基本一致。各元素浓度具有显著的物种间差异，羊草叶片的元素浓度一般较低，而灰绿藜的元素浓度较高。此外，单个元素的浓度在物种之间的分异规律容易因环境元素浓度变化而改变，但植物的多元素化学组成则在各物种之间有很大差别，因此植物的多元素组成比单一元素浓度的物种鉴别能力更强。而多元素化学组成的物种间差异也表明，这些物种在草原生态系统中占据着不同的生物地球化学生态位。这种生态位的变化可能是群落结构发生转变的一个潜在因子。　　三种草原植物具有相同的多元素化学计量内稳性规律，即大量元素的化学计量内稳性高于微量元素高于非必需元素。回归分析也表明，叶片浓度越高的元素，植物对它们的生理需求浓度越高，它们的化学计量内稳性也越强。另外，草原植物化学计量内稳性的物种间差异主要体现在大量元素上:羊草的大量元素化学计量内稳性高于糙隐子草高于灰绿藜。因此物种在群落中的地位可能更多地受到大量元素（而不是痕量元素）的化学计量内稳性控制。本研究首次通过控制试验探讨了陆地植物中多种元素的化学计量内稳性规律，将生态化学计量学的研究内容从C、N、P拓展到了多种元素，具有较大的理论意义。　　无论是群落水平还是物种水平，N或P单独添加时，植物的N、P和N∶P都没有显著性的改变。但当N和P同时添加时，在物种水平上，四种优势植物（除了2006年的糙隐子草和2007年的羊草）的N浓度和几乎所有物种的P浓度都显著增加，很多物种的叶片N∶P也显著降低;在群落水平上，地上生物量中的N库和P库（除了2006年的N库）都显著增大，N∶P显著减小。也就是说，在不添加N的条件下，P添加没有增加植物的P浓度，但是在有N添加时，添加P则显著增加了植物对P的吸收。因此，对于温带半干旱草原植物P肥的吸收来说，N沉降可能是个有利因素，因N沉降增加导致的P限制对植物生长的影响也可能没有预期的严重。