早春草本植物作为落叶阔叶林下特殊的生态层片,在森林生态系统能量流动和物质循环等方面扮演着重要角色。目前,在全球气候变化背景下,氮沉降的增加与降水格局的变化,对生态系统的稳定以及发展进程都产生了影响。因而,为探讨氮沉降增加和降水减少对早春草本植物影响,本研究在长白山阔叶红松林区进行了人工模拟氮沉降和降水的控制试验,设计了四个处理,即对照处理(CK),增氮处理(N),减水处理(W),增氮减水交互处理(NW),测量了17种早春草本植物的生物量、根系形态性状以及生态化学计量等指标,结果表明:(1)对于试验的早春草本植物生物量而言,在增氮处理下,多数的早春草本植物相对比于对照和减水处理,生物量会增加。其中,对于地下块茎发达或者根系明显会向下进行分级的早春草本植物,根冠比会相比于对照和减水处理增加,倾向于地下植物器官的发育;而对于地下块茎不发达或者根系较为单一的早春草本植物,根冠比会相比于对照和减水处理减少,植物发育倾向于地上植物器官。(2)对于试验的早春草本植物生物量而言,在减水处理下,多数的早春草本植物相比于其他三个处理,生物量会减少。在增氮减水交互处理下,多数的早春草本植物相比于其他三个处理,生物量会增加,其中,尤其与减水处理相比,早春草本植物生物量增加的更为明显,这表明干旱条件下对植物施氮有助于植物获取养分发育,并且对于地下块茎较为发达的植物更加倾向于地下植物器官的发育。(3)对于试验的早春草本植物根系形态性状而言,总体来看,增氮处理相对比其他三个处理增加了早春草本植物的总根长和总根表面积。相比于对照,其他三个处理使多数早春草本植物根平均直径减小,而处理对于总根长以及总根表面积没有显著影响。在减水处理条件下,增氮处理使多数早春草本植物总根长和总根表面积增加,而根平均直径变化不明显,增加总根长和总根表面积有利于植物吸收更多的养分用来生长发育。(4)对于试验的早春草本植物地上化学计量比整体而言,氮沉降以及氮沉降条件下的减水变化对植物地上化学元素含量及化学计量比有更多的影响。相比于对照,其他三个处理均使地上P含量减小(减少7.5%~12.9%),氮沉降增加和降水减少大多不利于早春草本植物地上P含量的吸收转化。而氮沉降增加以及氮沉降条件下的减水变化,对于早春草本植物地上N的吸收转化影响较大。(5)对于试验的早春草本植物地下化学计量比整体而言,降水减少以及降水减少条件下的氮沉降增加对植物地下化学元素含量及化学计量比有更多的影响。相比于减水处理,增氮减水交互处理使地下P含量显著减小(P<0.05)、地下C:P显著增加(P<0.05);相比于增氮处理,增氮减水交互处理使地下C:N显著增加(P<0.05),减水处理使地下N:P显著减小(P<0.05)。(6)对于试验的早春草本植物的地上地下化学计量比,增氮处理对地上地下N含量及其化学计量比的相关性有明显影响,减水处理对于地上地下P含量及其化学计量比的相关性有明显影响,增氮减水交互处理对于地上地下C含量、N含量及C:N的相关性有明显影响。总之,模拟氮沉降增加和降水减少的环境条件下,探讨早春草本植物生物量、根系形态性状和化学计量比的变化,对于探讨早春草本植物生长权衡策略有着重要意义,进而对于生态系统物质能量循环,改变生态系统碳库均有重要影响。