物种多样性与地上生产力的关系一直是群落生态学研究的前沿和核心,前期的研究表明在空间尺度上“单峰”关系是最普遍的模式,但很少关注时间尺度上二者的关系及可能的机制。此外,理论和实验研究只用物种丰富度作为物种多样性的替代指标,而忽略了其它多样性指标。基于此,本研究于1982年开始以黄土高原云雾山典型草原生态系统为研究对象,基于40年的定位观测试验,利用物种丰富度、植物多度、香农-维纳多样性指数、均匀度指数和优势度指数等作为物种多样性的多维衡量指标,地上生物量作为地上生产力的衡量指标,通过局部加权回归（locally weighted regression,Loess）、一般线性模型（general linear model,GLM）和去趋势对应分析（detrended correspondence analysis,DCA）等分析方法,检验长时间尺度上物种多样性和地上生产力的变化模式以及它们之间的关系。得出如下结果:（1）40年的定位监测表明,群落物种组成发生了显著变化。物种丰富度的变化范围为3～28种·m﹣2,平均为18种·m﹣2;物种香农-维纳多样性指数变化的范围为0.06～4.12,平均为2.78;均匀度指数变化的范围为0.03～1.40,平均为0.95;优势度指数变化的范围0.21～4.12,平均为0.86。植物多度的变化范围是10～860株·m﹣2,平均为129株·m﹣2。地上生物量的变化范围为30～690 g·m﹣2,平均为351 g·m﹣2。在40年的演替进程中共出现115种植物,分属于29科,83属,排在前5位的科分别是:禾本科（共19种）、菊科（共19种）、豆科（共11种）、蔷薇科（共10种）和唇形科（共9种）,以上5科约占植物总数的60%。（2）基于物种多样性和地上生产力的变化趋势,将整个演替阶段分为演替早期（1982-1993）、演替中期（1994-2011）和演替后期（2012-2021）三个阶段。物种丰富度随时间的变化表现为:急剧上升→相对稳定→急剧下降（“单峰”状）;香农-维纳多样性指数表现为:缓慢下降→急剧下降;均匀度指数表现为:缓慢下降→相对稳定→急剧下降;优势度指数表现为:相对稳定→缓慢下降;植物多度表现为:逐渐上升趋势;地上生物量随时间的变化表现为:急剧上升→平缓下降（“单峰”状）。此外,通过分析群落水平的变异系数,发现群落在演替中期较为稳定,演替早期和后期波动较大。总的来看,从1982年开始到现在,物种多样性下降,且各个多样性指数下降速率和程度不同,而物种的多度表现为增长趋势,说明物种多样性和生产力在时间尺度上是动态变化的。（3）40年的演替进程中,物种的迁入和迁出发生了显著变化。在演替的早期（1982-1993）,物种主要以迁入为主,其中菊科最多,高达9种,其次为豆科,为4种,物种的迁入率为3种/年;演替中期（1994-2011）,物种迁入变缓,豆科迁入最多,为2种,物种的迁入率为1种/年;演替后期（2012-2021）时,物种主要以迁出为主,菊科迁出率最高,为9种,早期迁入的半数物种在后期全部迁出,物种的迁出率为3种/年。演替早期主要以扩散能力强的一年生植物和短寿命的多年生杂草为主（r对策植物）,演替后期主要以高抵抗力的多年生禾草植物为主（K对策植物）。根据草地群落中的关键物种的重要值变化趋势,可以判定演替早期、中期和后期的优势禾草物种分别为本氏针茅（Stipa bungeana）,大针茅（Stipa grandis）和甘青针茅（Stipa przewalskyi）。（4）时间尺度上物种多样性和地上生物量的关系整体表现为“单峰”关系,但因演替阶段的不同而异。物种丰富度、植物多度、香农-维纳指数和地上生物量之间均表现为“单峰”关系;物种丰富度和植物多度以及均匀度指数和地上生物量之间则表现为“倒单峰”关系,优势度指数和地上生物量表现为线性正相关关系。该区域年均降水量和物种多样性以及地上生物量均无显著相关,年均温与均匀度指数、优势度指数呈现显著负相关,与地上生物量呈显著正相关。由以上结果可得出如下结论:（1）草地生态系统的演替过程是动态变化的。物种丰富度和地上生物量在演替前期（1982-1993）迅速增加,在演替中期（1994-2011）达到峰值并维持相对稳定,在演替后期（2012-2021）迅速降低。香农-维纳多样性指数、均匀度指数、优势度指数随着演替的进行则呈下降趋势。（2）演替进程中群落优势种发生了更替,具体表现为从演替前期的本氏针茅到演替中期的大针茅到演替后期的甘青针茅。演替前期主要以物种迁入为主,演替中期相对稳定,演替后期主要以物种迁出为主。（3）物种多样性与地上生物量的关系会因演替阶段的不同而发生变化,在整个时间尺度上表现为“单峰”关系,这与空间尺度上的结论相一致。物种间正相互作用（促进）和竞争之间的权衡可能是引起时间尺度上物种多样性-地上生物量关系发生变化的主要原因。