本文在前期对黄土高原矿区自然定居和人工恢复植物群落进行广泛调查研究的基础上,筛选了4种典型的耐旱、耐贫瘠、适应性强的草本植物：紫花苜蓿(Medicago sativd)、早熟禾(Poaannua)、冰草(Agropyron cristatum)、黑麦草(Lolium perenne)。以该4种草本植物为研究对象,以煤矸石覆土为基质,通过温室盆栽控水试验,设定3个水分梯度,即正常水分、中度和重度干旱胁迫(分别为田间持水量的70%～80%,50%～60%,30%～40%),采用Li-6400XT光合作用系统、DGGE(变性梯度凝胶电泳)等方法,研究不同干旱胁迫对4种草本植物单种和混种的影响,包括3个水分梯度下4种草本植物的生长状况、水分生理特性指标,植物组织抗氧化酶系统、光合生理特性及其土壤微生物群落多样性等,主要研究结果如下：(1)在重度干旱胁迫下,4种草本植物的地上生物量和株高均显著低于正常水分和中度干旱胁迫,表明土壤严重缺水时阻碍了植物的生长,在中度和重度干旱胁迫下,黑麦草株高和地上生物量均显著下降(p<0.05),部分植株出现萎蔫和死亡。在中度干旱胁迫下,冰草的株高和地上生物量变化最小,其次为早熟禾和紫花苜蓿。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,4种草本植物丙二醛(MDA)含量均呈增高趋势,冰草MDA含量在中度胁迫和重度胁迫下升高幅度最小,黑麦草MDA含量升高幅度最大,说明黑麦草在这4草本植物当中,受氧化胁迫伤害最严重；在中度和重度胁迫时,4种草本植物的谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性逐渐增加。随着干旱胁迫加剧,黑麦草、紫花苜蓿和早熟禾的超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物(POD)出现显著增加趋势,而冰草的SOD活性变化不显著,POD呈逐渐下降趋势。研究表明,4种草本植物通过不同的机制调节抵御干旱胁迫,冰草抗氧化能力最强。(3)不同程度干旱胁迫下4种草本植物的最大净光合速率排序为：冰草>紫花苜蓿>黑麦草>早熟禾,冰草对干旱胁迫的适应性更强。随着干旱胁迫的增加,4种草本植物光饱和点逐渐降低,光补偿点逐渐升高,利用强光和弱光的能力均减弱,可利用光能的范围减小。黑麦草、冰草和早熟禾可通过提高水分利用效率来抵御干旱胁迫的能力较强,而紫花苜蓿在重度胁迫下由于仍保持较高的蒸腾而导致其低的水分利用效率。在气孔导度下降时,胞间CO2浓度同时下降,黑麦草和冰草的气孔导度呈现先降低再升高的趋势,表明这两种植物气孔导度的下降同时受气孔限制和非气孔限制因素的作用,而早熟禾和紫花苜蓿呈现持续下降的趋势,说明这是早熟禾和紫花苜蓿对水分条件比较干旱的一种适应性。(4)不同程度干旱胁迫后,4种草本植物根际土壤微生物基因条带各不相同,基因条带表现为正常水分>中度干旱>重度干旱。重度干旱胁迫下,早熟禾根际土壤微生物基因条带明显少于正常水分,中度和重度干旱胁迫下,紫花苜蓿的根际土壤微生物条带比正常水分下根际土壤微生物的基因条带明显减少,两种植物土壤根际微生物多样性表现为紫花苜蓿>早熟禾。冰草在较为干旱的土壤环境下土壤微生物种类较为丰富。黑麦草在中度胁迫和重度胁迫共有的是条带3,这些种类的土壤微生物对土壤水分条件变化不敏感。总体来看,冰草、紫花苜蓿的耐早性较强,是适合于黄土高原矿区生态恢复的最佳草本植物材料。