氮（N）和磷（P）是植物生长的关键营养元素。全球大多数陆地生态系统中,N限制了植物生产力,但P的限制同样重要。N和P的动态变化在很大程度上影响生态系统过程,尤其是对调节全球气候变化的碳循环过程的影响。在广泛使用化石燃料和化肥等人类活动的干扰下,大气N、P沉降在全球范围内大幅度增加,植物生长对N、P的可获得性增加,因此生态系统结构与功能过程如何响应这些营养元素的增加成为一个热点科学问题。本研究以中国北方典型生态脆弱区科尔沁沙地退化围封恢复的沙质草地为研究对象,在野外设置试验一:CK（对照组）、N5(5 g N·m-2·yr-1)、N10(10 g N·m-2·yr-1)、N15(15 g N·m-2·yr-1)、P5(5 g P·m-2·yr-1)、N10P5(10 g N·m-2·yr-1+5 g P·m-2·yr-1)等6个养分添加试验来研究N、P养分添加及二者协同效应对植物群落和土壤质量的影响,以及试验二:CK（对照组）、N20(20 g N·m-2·yr-1)、P10(10 g P·m-2·yr-1)和N20P10(20 g N·m-2·yr-1+10 g P·m-2·yr-1)等4个养分添加试验来研究N、P养分添加及二者协同效应对土壤呼吸的影响,以期为科尔沁沙地退化生态系统的可持续恢复措施制定、固碳增汇功能提升、以及全球变化风险应对提供科学依据与实践支持。主要结果如下:（1）在科尔沁沙质草地,N、P养分添加对植物群落生物量有显著影响,其中单施N肥和P肥,以及N、P肥混施（NP）均显著增加了地上生物量（P<0.05）,而单施P肥显著降低了凋落物量（P<0.05）;且科尔沁沙质草地存在N饱和临界值,当施N量超过10 g N·m-2·yr-1时,植被生长将会受到抑制。（2）单施N肥和P肥增加了植物平均高度,但影响不显著（P>0.05）,NP混施显著增加了植物平均高度（P<0.05）;单施N肥和N、P混施对盖度有显著增加的作用（P<0.05）,单施P肥增加了群落盖度,但不显著（P>0.05）;单施N肥、单施P肥和NP混施对物种多样性指数均无显著影响（P>0.05）。表明科尔沁沙质草地植物群落结构主要受N和NP共同作用的影响,而N、P养分添加对植物群落组成无显著影响。（3）单施N肥显著降低了土壤p H（P<0.05）,对土壤电导率（EC）、土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）、全磷（TP）以及氮/磷（N/P）没有显著影响（P>0.05）;单施P肥显著增加了土壤EC（P<0.05）,而对土壤p H、SOC、TN、TP和N/P没有显著影响（P>0.05）;NP混施显著降低了土壤p H,而对土壤EC有显著增加的作用（P<0.05）,但对土壤SOC、TN、TP、N/P无显著影响（P>0.05）。表明在科尔沁沙质草地,N、P养分添加仅对土壤p H、EC有显著影响,而对其他土壤物理性质和全料养分无显著影响。（4）5 g·m-2·yr-1和10 g·m-2·yr-1的N添加以及P肥显著降低了土壤铵态氮（NH4+-N）含量（P<0.05）,15 g N·m-2·yr-1则显著增加了硝态氮（NO3--N）含量（P<0.05）,而显著降低了速效磷（AP）含量（P<0.05）;单独P添加和NP混施对土壤NO3--N含量影响不显著（P>0.05）,但显著增加了AP含量（P<0.05）;NP混合添加显著增加了土壤NH4+-N和AP含量（P<0.05）。表明在科尔沁沙质草地,土壤速效养分主要受NP共同作用的影响,其中NO3--N主要受低N量和P肥的影响,NH4+-N主要受高N量和NP共同作用的影响,AP主要受高N量、NP共同作用以及P肥的影响。（5）单施N肥和单施P肥对土壤微生物量碳（MBC）有显著增加作用,其中在3个N添加梯度中,只有15 g·m-2·yr-1的N添加显著增加了土壤MBC,但土壤MBC随N添加量的增加呈逐渐增加的变化趋势;土壤微生物量氮（MBN）不受N、P养分添加的影响。（6）从生长季初期到生长季后期,N、P养分添加后的土壤温度变化趋势相同,均呈“W”形的变化;不同处理后的土壤呼吸速率变化趋势也一致,呈“三峰曲线”形变化,但土壤温度和土壤呼吸速率之间没有表现出相关性;N、P养分添加对土壤温度和土壤呼吸没有显著影响（P>0.05）,N添加与P添加之间的土壤温度和土壤呼吸速率也没有显著差异性（P>0.05）。综上所述,科尔沁沙质草地养分限制主要受N限制,其次是P限制,N、P共同限制科尔沁沙质草地的植被生长。N、P养分混合添加是促进退化围封的的科尔沁沙质草地恢复的最佳施肥方式,且N添加量不能超过10 g·N m-2·yr-1。