草地是地球上分布最大的陆地生态系统之一,草地生物量和物种多样性是衡量草地生态系统功能和生态服务的重要指标。由于长期过度利用引起我国草地大面积退化,迫切需要科学的草地管理措施。养分添加能有效提高草地生产力,并影响其物种多样性但不同生态系统对养分添加的响应取决于添加量以及其他气候条件如降水。为了比较不同气候条件下的草地生态系统对养分添加的响应,我们在内蒙古的草甸草原、典型草原和荒漠草原区分别建立了长期养分添加试验。在3年试验的基础上分析了不同梯度、不同养分添加对这三种代表性的草地群落生物量和物种多样性的影响。结果表明：(1)施氮导致内蒙古温带草原地上生物量增加了27%-53.3%,平均增加了37.8%,并且随着施氮浓度越高,地上生物量增加越多。施氮使草甸草原和荒漠草原的地下生物量小幅减少,却促进了典型草原的地下生物量积累。较干旱的荒漠草原对N限制的响应比典型草原和草甸草原更明显。磷肥对群落地上、地下生物量的影响不明显。(2)地下生物量对施肥的响应比地上生物量小；施氮肥导致草甸草原和荒漠草原的R：S降低,意味着更多的生物量分配到地上部分,典型草原的R：S则轻度增加。施肥对内蒙古温带草原根系的垂直分布没有显著影响。(3)并且这些施肥效应在不同的时间也存在一定差异,三种草原群落的生物量对施肥的响应并没有出现一致的随时间变化的趋势。(4)养分添加改变了内蒙古温带草地的物种组成和优势物种的优势度,降低了群落的物种数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数,但这些影响在不同草地类型的影响存在一定的时间和空间差异。上述研究结果表明,位于不同环境条件下的草地生态系统对施肥的响应存在时间和空间差异,这意味在碳循环模型预算和草地管理中需要考虑不同草地生态系统对养分添加的响应。如果不考虑地下部分可能会高估整个生态系统对施肥的效应,草地地上生物量对施肥的效应高于地下部分。