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凋落物作为养分的基本载体,在养分循环中是连接植物与土壤的纽带,其分解过程在陆地生态系统碳（C）、氮（N）库组成和循环中起着重要作用。黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一,为了遏制土壤侵蚀,我国于上世纪80年代实施了退耕还林还草政策。其中,林地主要种植了生长迅速、能够固定大气中N的豆科植物刺槐,以及有保持水土潜力的杨柳科植物杨树。植被恢复能够影响土壤碳蓄存和周转,改变土壤中稳定碳同位素的丰度特征,其凋落物覆盖可以减少地表径流和土壤侵蚀,成为了土壤有机质和养分的主要来源,可维持生态系统稳定、改善土壤质量。因此,在黄土高原地区研究刺槐和杨树叶凋落物分解特征,对改善西北地区的区域生态环境尤为重要。双同位素标记能够非常准确地识别凋落物分解中的C和N路径,并能够准确地描述每个路径的通量和动态特征。但是,目前很少有研究使用双同位素标记,并且降水对叶凋落物进入黄土高原土壤的比例影响尚不清楚。为此,我们以黄土高原刺槐与杨树叶片为研究对象,采用13C和15N双同位素原位标记及人工模拟培养实验,设置不同降水（400、600和800 mm）与不同分解介质（沙子和土壤）处理。研究了豆科和非豆科叶凋落物分解过程中C和N通量的变化,以及这些过程对不同降水量的响应。主要测定了叶凋落物分解过程中（2、4、6、8、12、16个月）,叶凋落物的质量损失、C含量、N含量、δ13C值和δ15N值;不同土壤剖面的C含量、N含量、δ13C值和δ15N值;土壤淋溶液中p H值、电导率（EC）值、硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）、可溶性有机碳（DOC）、可溶性有机氮（DON）浓度等指标。主要结果如下:1.13C和15N双标记法获得刺槐叶片的δ15N和δ13C分别为3604‰和55‰,杨树叶片δ15N和δ13C分别为8115‰和452‰,标记后的刺槐叶凋落物的δ15N和δ13C值显著低于杨树。这些结果表明双标记法可用于对黄土高原大型树种叶片C和N的同时标记。2.叶凋落物质量损失和C损失在土壤中均高于沙子,而N损失与分解介质和叶片类型无关。叶凋落物质量损失主要发生在分解的前2个月,8个月后保持稳定。N/P比值与叶凋落质量损失呈负相关关系。随着分解时间的延长,叶凋落物δ13C值均逐渐减小,刺槐叶凋落物的δ15N逐渐增加,而杨树叶凋落物的δ15N值逐渐减少。叶凋落物N含量与δ13C和δ15N值均呈显著负相关。3.凋落物分解造成有机碳和全氮在分解介质表层积累,且在沙子介质中的积累效果达到显著。刺槐叶凋落物处理土壤中δ13C和δ15N值的富集程度显著大于杨树叶凋落物处理,而对照土壤δ13C值在剖面上分布更为均匀（-21‰左右）。叶凋落物分解后,0-2 cm层的叶凋落物来源C和N比例显著高于2-15 cm土层,且土壤中叶凋落物来源C和N所占比例仅为沙子中的30%。土壤中叶凋落物来源的C的比例显著高于N的比例,且刺槐叶凋落物来源的C和N比例均高于杨树。4.叶凋落物质量损失在400 mm降水处理最少。刺槐叶凋落物的δ13C值在400mm降水处理最高。但是,降水对叶凋落物分解中C含量、N含量、δ15N值的变化无显著影响。此外,叶凋落物处理土壤中C含量、N含量、δ13C值、δ15N值受不同降水处理的影响不显著。土壤中叶凋落物来源C和N比例峰值出现的时间均属于季节性强降雨月份之后。在本研究的降水梯度中,800 mm降水最适合刺槐叶凋落物C和N进入土壤,而600 mm降水最适合杨树叶凋落物C和N进入土壤。5.叶凋落物C和N含量、土壤/沙子中C和N含量、土壤中叶凋落物源C和N比例,在不同分解时间、不同土层和不同降水梯度下均呈耦合状态,这种耦合关系在分解初期最强。豆科刺槐叶凋落物C和N耦合程度显著强于非豆科杨树。凋落物覆盖减弱了土壤中N对C变化的响应。凋落物中C和N的耦合程度与凋落物是否分解到土壤无关。高降水量会增强叶凋落物源C和N的耦合性。6.淋溶液的p H值在沙子中显著高于土壤,但EC值、NO3--N浓度在沙子中显著低于土壤。此外,淋溶液NH4+-N浓度、DOC浓度、DON浓度在沙子中与土壤中无显著差异,且浓度均较小。淋溶液p H值、EC值、NH4+-N浓度、DOC浓度受降水变化的影响较小。随着分解的进行,淋溶液EC值、NH4+-N、NO3--N、DOC浓度降幅主要发生在前3个月。其中,NO3--N浓度最高,且在分解的第1个月降幅最大（2-4周降幅可达50%）。综上,13C和15同时标记可以应用于黄土高原阔叶植被;N含量高的叶片13C和15N标记丰度均小于N含量低的叶片。相比较沙子,叶凋落物在土壤上分解的更快,在黄土高原阔叶植被叶凋落物的质量损失应主要用N/P比值来衡量,N/P比值与叶凋落质量损失呈负相关关系。叶凋落物易溶性物质主要在分解的60天内大量损失,在8个月之后仅剩难溶性物质,在土壤酶系统的共同作用下缓慢分解。土壤中豆科植物刺槐叶凋落物来源的C和N比例均高于非豆科植物杨树。高降水量适合刺槐叶凋落物C和N进入土壤,而600 mm降水最适合杨树叶凋落物C和N进入土壤。凋落物中C和N的耦合程度与凋落物是否分解到土壤无关。高降水量会增强叶凋落物源C和N的耦合性。这些研究结果为准确预测陆地生态系统碳氮循环提供了科学依据。