氮沉降增加对陆地生态系统产生了广泛的影响，其中氮输入引起的土壤酸化是影响生态系统结构和功能的重要途径。近年来，中国北方草地大气氮沉降逐渐增加，与此同时，降水格局改变也是该地区的重要全球变化因子。氮沉降对北方草地土壤的酸化效应是否受到降水的调节并不明确。在酸化过程中，矿质元素在土壤中的释放、淋失如何影响植物群落元素吸收尚缺乏系统的研究。依托内蒙古多伦恢复实验站设立的氮素和水分添加实验平台，本文系统研究了连续九年氮、水添加对草地土壤酸化特征的影响，及其对矿质元素在土壤-植物系统中迁移转化的影响。研究测定了土壤酸缓冲性能、阳离子交换性能、盐基饱和度、及土壤有效态阳离子的含量，同时测定并计算了草原地上优势物种、不同科属、不同功能群及群落整体水平的叶片元素含量及其富集系数等，分析了氮素添加和水分添加对上述参数影响的主效应和交互效应。得到如下结果:　　(1)氮添加显著降低了北方草地土壤pH值。氮添加导致盐基离子(主要是Ca2+)的严重流失，降低了有效阳离子交换量(ECEC)与盐基饱和度(BS)，导致酸缓冲容量的降低，从而进一步加速了土壤的酸化。长期氮添加使得北方草地土壤酸缓冲机制逐渐由碳酸钙缓冲体系向阳离子交换体系过渡。　　(2)增加降水减缓了氮添加对土壤酸缓冲性能的负效应。增水通过提高土壤的阳离子交换性能，增强了土壤对盐基离子的固持能力，减缓了氮添加引起的土壤酸缓冲性能的降低。　　(3)氮添加致使土壤酸化的过程中，盐基离子流失导致表层土壤交换性钙和交换性钠含量的显著降低;土壤pH降低增加了土壤微量元素的有效性。氮添加改变了土壤溶液的离子组成和矿物元素有效性，导致了地上植物元素吸收的失衡。　　(4)氮添加普遍提高了地上植物叶片微量元素含量，但由于铁、锰在植物吸收上的拮抗作用，植物吸收锰的增加，抑制了对铁的吸收，导致植物铁含量及铁锰比的降低。氮添加对地上植物叶片中钙、镁、钾的含量无显著影响，表明盐基离子的流失并未对植物盐基养分浓度产生影响。增加降水普遍降低了叶片矿质元素含量，主要原因可能是植物生长所导致的稀释作用。　　(5)在所有物种、所有处理下，叶片中钙、镁、钾等元素含量的变异度普遍小于微量元素，表明植物体内的中量元素含量的更具稳定性，中量元素养分浓度受环境的影响相对较小，表现出较强的系统发育信号。铁、锰、铜等微量元素更易受外界环境影响。　　本研究同时考虑了氮沉降与降水格局改变两大全球变化驱动因子对北方草地土壤酸化的影响，发现降水增加对氮沉降的土壤酸化效应有一定的缓冲作用。研究发现，植物微量元素的含量对环境具有较强的依赖性，表明在未来全球变化情景下，微量元素有效性的改变，可能会对地上植物元素吸收及群落结构等产生影响。