植物生物量可以直接表征植物的生长发育情况和自然环境的变化动向,植物叶片化学计量学能够反映植物养分元素含量及其利用策略,为预测黄土高原地区植物生长发育前景、植物营养元素的限制情况和生态系统的土壤养分状况提供参考依据,本文以草本植物生物量和叶片化学计量学为研究对象,选取陕西省延安市的富县、甘泉县、安塞县和榆林市的靖边县、横山县和榆阳区为研究区,测定黄土高原地区草本群落物种多样性、地上、地下生物量、植物叶片和土壤C、N、P含量。结合黄土高原地区近20年的气象数据资料,利用方差和回归分析阐明不同环境因子对草本群落地上、地下生物量和地下/地上生物量以及植物叶片C、N、P化学计量学特征的响应。结论如下:(1)不同植被带的草本植物Shannon-wiener多样性指数、Pielou物种均匀度指数和Margalef物种丰富度指数均为森林带数值最大,草原-荒漠带数值最小,森林-草原带和草原带的数值交替变化。3个草本群落物种多样性指数与地上生物量间存在“单峰关系”。(2)在35.95°~38.36°N的纬度范围内:黄土高原研究区不同纬度梯度下草本群落地上生物量、地下生物量、地下/地上生物量和总生物量变化范围分别为54.6~204.32g/m2、78.88~829.64 g/m2、0.93~4.49和133.48~1015.72 g/m2;变异系数分别为30.3%、49%、37.8%和40.2%。黄土高原研究区草本群落地上生物量、地下生物量和总生物量随着纬度的升高,呈现先增加后减少的变化趋势;对于地下/地上生物量的比值而言,在纬度梯度上出现了两个较大的峰值,即为森林植被带→森林-草原植被带的过渡阶段和从草原植被带→草原-荒漠植被带的过渡阶段。草本植物叶片C、N、P含量的变化范围分别是:336.95~477.38 mg/g、18.09~33.17 mg/g和1.07~1.73 mg/g;变异系数分别为11.9%、17.4%和13.3%;三者的平均值分别为442.9 mg/g、25.79 mg/g和1.37 mg/g.随着纬度的升高,草本植物叶片C含量随之降低;而叶片N、P含量随之升高。草本植物叶片C/N、C/P均随着纬度的升高,呈现减小趋势;而草本植物叶片N/P与纬度的关系并不显著。(3)随着年均温度和年均降水的升高,草本群落地上生物量基本表现为先减少后增加的变化趋势。地下/地上生物量随着年均温度和年均降水的升高,几乎呈现为持续增加的趋势,但与年均温度和年均降水的回归关系并不十分显著。随着年均温度和年均降水量的升高,草本植物叶片C含量随之升高;而叶片N、P含量随之降低。由于草本植物叶片C、N、P含量不同的变化导致草本植物叶片C/N、C/P随着年均温度和年均降水量的升高,呈现上升趋势;而草本植物叶片N/P与年均温度和年均降水量的关系并不显著。(4)除了不同土层的土壤N/P以外,不同土层的土壤C、N、P含量及C/N、C/P与草本群落地上、地下、地下/地上生物量和总生物量均存在显著的相关关系;不同土层的土壤C、N、P含量与草本植物叶片C、N、P含量及C/N、C/P和N/P的相关关系不同。总体来说,除草本植物叶片N/P以外,叶片C、N、P含量及C/N、C/P与不同土层的土壤C、N含量均存在一定的相关关系;相比叶片C及C/N、C/P与土壤P含量之间显著的相关性而言,草本植物N、P和N/P与土壤P含量的相关性并不显著。