大气氮沉降和降水变化作为全球气候变化的重要现象之一，对草地生态系统有重要影响。本文以内蒙古贝加尔针茅（Stipa baicalensis）草原为对象，设置氮素和水分添加模拟大气氮沉降和降水变化的控制试验，应用现代生态学原理与方法及BIOLOG、PCR-DGGE等现代生物学技术，分析了氮素和水分添加对贝加尔针茅草原土壤理化性质、土壤酶活性和土壤细菌多样性的影响，主要研究结论如下：1、氮素和水分添加对贝加尔针茅草原土壤理化性质有显著影响。两种水分添加条件下，土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量较对照均发生了显著变化，土壤全磷与速效磷含量变化较对照差异不显著，养分添加条件下，土壤pH值均呈下降的趋势。2、贝加尔针茅草原土壤酶活性对氮素和水分添加的响应不同。适当的氮素添加能提高土壤脲酶的活性，N100处理下土壤脲酶活性显著高于对照；过氧化氢酶和磷酸酶活性随高氮添加量的增加呈上升趋势；多酚氧化酶则随高氮添加量的增加呈下降的趋势。过氧化氢酶活性与土壤全氮、硝态氮和有机碳含量有显著正相关性，多酚氧化酶活性与土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著负相关，脲酶和磷酸酶与土壤理化因子无显著相关性。3、氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量均有显著影响。水分添加条件下，不同氮素添加水平的微生物量碳的含量为497.04~694.79mg/kg，无水分添加条件下，微生物量碳的含量为334.50~552.22mg/kg，且高氮（N150、N200和N300）处理显著降低了微生物碳含量。水分添加条件下，不同氮处理微生物量氮含量为58.12~74.64mg/kg，无水分添加条件下为36.69~52.05mg/kg，且微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。4、氮素和水分添加改变了土壤细菌对碳源的利用能力。水分添加增强了细菌代谢活性和细菌对碳源的利用能力，水分添加与N15处理的交互作用显著提高了土壤细菌对碳源的利用能力和功能多样性；与对照相比，高氮处理下土壤细菌群落丰富度指数和均匀度指数降低，而优势度指数升高；主成分分析表明，低氮与高氮条件下土壤细菌对碳源利用模式上存在较大差异。糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物是土壤细菌利用的主要碳源；土壤pH、全氮、铵态氮、硝态氮含量和细菌功能多样性密切相关。5、氮素和水分添加改变了氨氧化微生物的群落结构。N15~N30低氮处理土壤氨氧化细菌多样性指数较高，N150~N300高氮添加条件下土壤氨氧化细菌多样性降低。而土壤氨氧化古菌在高氮添加条件下生长更活跃，土壤氨氧化古菌多样性增加。水分添加条件下，氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属Cluster3、Cluster4和亚硝化单胞菌属的Cluster6组成，无水分添加条件下由亚硝化螺菌属的Cluster1、Cluster3和Cluster4组成，而氨氧化古菌群落在水分添加条件下主要由泉古菌门的Cluster1、Cluster2和water lineage组成，在无水分添加条件下主要由泉古菌门的Cluster1、Cluster2和Cluster5组成。土壤氨氧化微生物多样性与土壤pH、有机碳、全氮、全磷、铵态氮及硝态氮含量显著相关。