CO₂浓度升高、降水变化及交互作用对植物-土壤碳氮循环的影响是生态学研究的热点之一。红砂作为干旱、半干旱地区的建群种与优势种在响应全球气候变化中具有重要地位。因此,探究红砂在CO₂浓度升高、降水变化及其交互作用下,红砂根、茎、叶生物量分配和植物-土壤氮循环具有非常重要的意义。本研究以红砂为实验材料设置盆栽试验,利用CO₂控制气室模拟CO₂浓度(350μmol·mol^–1、550μmol·mol^–1和700μmol·mol^–1),人工设置降水变化减少30%（-W2）、减少15%（-W1）、自然降水（W0）、增加15%（+W1）和增加30%（+W2）,测定CO₂浓度升高及降水变化处理下红砂根、茎、叶生物量分配、有机碳、全氮、C/N、有机碳积累量、全氮积累量和土壤有机碳、全氮、C/N等指标。为评估环境变化条件下荒漠生态系统植物生物量分配及碳氮循环提供理论参考依据。主要研究结果如下:1、CO₂浓度倍增及降水变化能够有效促进红砂幼苗根、茎、叶生物量的增加,尤其是在700μmol·mol^–1CO₂浓度和-W2降水量的条件下,红砂幼苗根、茎、叶生物量比350μmol·mol^–1下的分别显著增加。但处理至第二年时,550μmol·mol^–1和700μmol·mol^–1CO₂浓度对红砂幼苗根、茎、叶生物量的影响相对减弱。说明CO₂浓度升高具有缓解土壤干旱对红砂根、茎、叶的生物量积累影响的能力,但处理至第二年这种能力减弱。降水增加或减少显著促进或抑制红砂根、茎、叶生物量的增加,但处理至第二年会促进根的生物量的增加,说明550μmol·mol^–1、700μmol·mol^–1CO₂浓度下处理至第二年有利于红砂幼苗根的生长,提高红砂幼苗的抗旱能力。在CO₂浓度及降水变化条件下处理至第二年时,红砂幼苗根、茎、叶生物量分配仍表现为叶>茎>根。2、CO₂浓度升高红砂幼苗的根、茎、叶有机碳含量和C/N升高,全氮含量降低。在700μmol·mol^–1CO₂浓度和-W2降水量时,红砂幼苗根、茎、叶有机碳含量比350μmol·mol^–1下的有所增加,说明即使降水量减少时,CO₂浓度升高仍能够增强红砂幼苗根、茎、叶将无机物转化为有机物的能力,但是处理至第二年时,会出现光合下调现象,并降低红砂幼苗根、茎有机碳含量。在CO₂浓度升高及降水变化交互作用条件下,处理至第二年红砂根、茎、叶平均全氮含量增加为处理当年的3、2.8、2.4倍,而有机碳含量减少,说明可能有机碳含量的降低,能够很大程度上缓解碳素积累对全氮的稀释作用。在CO₂浓度及降水变化条件下处理至第二年时,红砂幼苗有机碳含量分配由根>茎>叶变为茎>根>叶,而全氮和C/N并未发生改变,分别表现为叶>茎>根、根>茎>叶。从总体上看,CO₂浓度升高及降水变化具有促进红砂幼苗根、茎、叶有机碳、全氮积累量增加的作用,且随降水增加这种作用更加显著。3、在CO₂浓度升高及降水变化条件下红砂土壤有机碳、全氮、C/N无明显变化规律,但在处理至第二年时,随着CO₂浓度升高红砂土壤有机碳含量升高、全氮含量降低,C/N升高,并且在降水增加或减少时,土壤有机碳含量和C/N减少,而全氮含量升高。说明在550μmol·mol^–1和700μmol·mol^–1CO₂浓度条件下处理至第二年土壤中碳氮格局会发生改变。