大气CO2浓度升高、氮素沉降增加以及降水格局的改变是全球变化的重要方面，CO2浓度升高对不同植物种或者功能型植物的影响种间差异很大，并且会受到环境条件（如：水分和氮素）和生境中其它植物的剧烈影响。本研究于2006-2008年在中国科学院内蒙古草原生态系统定位站，利用开顶式生长室(Open-top chamber，OTC)控制实验模拟环境变化，研究了CO2浓度升高、氮素添加和土壤水分变化对我国典型草原羊草群落重要植物种羊草（Leymuschinensis，C3植物）、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla Lam.，豆科半灌木植物）和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng，C4植物）单种和混播群落的影响。探讨羊草、小叶锦鸡儿和糙隐子草单种和混播群落对环境变化的响应及其机理。　　 结果表明：CO2浓度的升高使羊草和小叶锦鸡儿光合速率和水分利用效率都显著提高。高CO2浓度环境中，羊草出现显著光合适应性下调，光合速率下降了12％，而小叶锦鸡儿光合速率并无此现象。高CO2浓度下羊草叶片N含量也显著下降了6%，小叶锦鸡儿叶片N含量没有显著变化。因此，叶片N含量稀释作用是羊草出现光合适应性下调的可能原因。虽然羊草光合出现适应性下调，高浓度CO2对光合速率仍然具有显著促进作用。　　 在高CO2浓度下，羊草单种地上生物量增加10%，地下生物量增加21%，根冠比增加19%，根总表面积和中、大径级根茎及根长度均增加显著；小叶锦鸡儿地上增加17%，地下增加23%，根冠比没有变化；而糙隐子草的各项指标均没有显著变化。混播群落中，羊草地上生物量在CO2浓度加倍条件下增加了20%，小叶锦鸡儿增加了74%，糙隐子草没有显著变化。在混播群落中羊草和小叶锦鸡儿的响应均比单种时候要高，小叶锦鸡儿的响应更强，高CO2下小叶锦鸡儿在群落中所占比例增加显著。　　 N素添加显著提高了羊草地上生物量(+56%)，对地下生物量没有显著影响，使根冠比显著下降(-24%)，叶片N含量增加64%；对小叶锦鸡儿地上生物量影响不显著，显著抑制了其地下生长(-24%)，根冠比降低，叶片N含量增加10%。以上结果表明羊草的生长显著受到N的抑制，而小叶锦鸡儿由于自身有共生固氮能力，所以外界的N添加对其生长不利。此外，小叶锦鸡儿本身叶片N含量(3.22%)显著高于羊草(1.88%)，N添加后叶片N含量增加幅度明显低于羊草，这可能是由于小叶锦鸡儿可以通过共生固氮调节体内N含量使其维持在较高水平，受到环境变化影响小。　　 水分是羊草、小叶锦鸡儿和糙隐子草生长的主要限制因子。单种时，随着水分增加三种植物地上生物量均增加，但是增雨和对照相比小叶锦鸡儿地上生物量差异不显著，可能幼苗期的小叶锦鸡儿地上对于高水分响应较低。混播群落中只有羊草地上生物量随着水分添加而显著增加，小叶锦鸡儿和糙隐子草均没有显著变化。随着水分的增加，羊草在混播群落中所占比例逐渐增加，糙隐子草所占比例逐渐降低。增雨和干旱相比，羊草比例增加了18%，糙隐子草比例降低了47%。羊草比糙隐子草更能适应良好的水分条件，使其在混播群落中的比例增加显著。　　 CO2浓度的升高和N素添加对羊草地上的生长有交互作用，即CO2对地上的促进作用只有在高N条件下显著，表明羊草地上部分对CO2的响应受到N的限制。CO2和N对小叶锦鸡儿地上生长也有明显交互作用，表现为N添加在高浓度CO2下不会抑制小叶锦鸡儿地上生长，CO2浓度升高可以缓解N对豆科根及固氮的抑制，从而促进地上的生长。CO2和水分之间对羊草根冠比有显著交互作用。干旱条件下CO2对根冠比的促进最强，主要是对营养元素的需求增加后促进更多干物质分配给营养吸收器官。CO2和水分之间对小叶锦鸡儿所有参数均没有显著交互作用，由于其具有较深的根系，在高浓度CO2下生长不会受到水分限制。CO2浓度升高对羊草土壤有效N影响不显著，但是在正常N素条件下，CO2浓度升高使羊草根增加显著，而土壤有效N稍有增加，可能是CO2浓度升高促进了矿化；在添加N时，CO2浓度升高促进羊草对N的吸收，使土壤有效N降低了16%。CO2浓度升高使小叶锦鸡儿的土壤有效N显著降低，且CO2浓度升高使N素添加条件下的土壤有效N显著减少了19%，从而降低了高的土壤N含量对于小叶锦鸡儿生长的抑制。CO2浓度升高条件下土壤总N库和总有机C库并没有显著变化。　　 综上所述，三种不同功能型植物对于CO2浓度升高的响应存在显著差异（小叶锦鸡儿＞羊草＞隐子草），且N素添加和水分利用对CO2效应有交互作用。混播群落中，羊草和小叶锦鸡儿对CO2的响应均较单种时强，且小叶锦鸡儿在混播群落中所占比例增加显著，糙隐子草无论在单种还是混播中对高CO2浓度均没有显著响应，随着处理时间的延长，可能会改变羊草草原的物种组成。