在过去的30年,由于工业化迅速发展和化肥的过量使用,使得大气氮沉降呈增加的趋势,尤其在位于农牧交错带的草地生态系统,受氮沉降影响更加明显。氮沉降增加会影响植物群落的物种组成,生物多样性,生产力以及生态系统的结构与功能。本研究以晋北农牧交错带半干旱草地生态系统为研究对象,于2017年4月设置不同氮水平添加实验,包括0 g N·m^-2（N₀）、1 g N·m^-2（N₁）、2 g N·m^-2（N₂）、4 g N·m^-2（N₄）、8 g N·m^-2（N₈）、16 g N·m^-2(N₁₆)、24 g N·m^-2(N₂₄)和32 g N·m^-2(N₃₂)8个添加水平。2017-2018年生长季每月月初（6-8月）调查植物群落的盖度、多度和高度等指标,并于8月上旬测定生物量,4月中旬-10月中旬用内生长法测定当年的净地下生产力。其结果表明:1.短期氮素添加增加了草地植物群落多度、高度和盖度。其中2017年在N₁₆处理时植物群落特征均表现为最高,在N₃₂处理时最低;2018年N₁₆处理下植物群落多度与盖度高于其他处理,植物群落高度则以N₂₄处理更高。氮添加处理对植物群落高度有显著影响（P<0.05）,年际间草地植物群落多度、高度和盖度均显著增加（P<0.001）。2.短期氮添加使草地物种多样性降低。2017年6、7月份对照区的丰富度指数均高于氮添加处理,8月份N₈处理的丰富度指数最高,其次为N₁和N₁₆处理;7、8月份N₁₆处理多样性指数最大,连续3个月N₃₂处理的丰富度与多样性指数均为最低。2018年6月N₈处理的丰富度和多样性指数最高,7、8月份则均以对照小区的物种丰富度和多样性指数最高,氮添加处理对草地均匀度均无显著影响;连续两年对照区的物种数均高于氮添加处理的物种数。年际间草地物种数和多样性均显著降低（P<0.001）。3.连续两年的草地地上生物量均以N₁₆处理最高(286.0 g·m^-2,569.8 g·m^-2),对照最低(131.8 g·m^-2,338.3 g·m^-2);不同水平氮添加对草地地下生物量影响显著（P<0.05）,2017年以2 g N m^-2添加量最高(1957.48 g·m^-2),其中在0-10cm土层差异显著（P<0.05）,以N₁₆处理最高,N₂处理次之;2018年则以N₁₆处理的地下生物量最高(2206.9 g·m^-2),且在0-30cm土层中,N₁₆处理的地下生物量均显著高于其他处理（P<0.05）,连续两年对照区的植物根冠比显著高于氮添加处理（P<0.05）;2017年氮添加对草地净地下初级生产力影响显著（P<0.05）,其中N₂₄处理最高(681.1g·m^-2),2018年草地净地下初级生产力差异不显著,但是相比之下N₁₆处理较高(977.1g·m^-2)。氮添加处理对草地地上生物量和地下生物量有显著影响（P<0.05）,年际间草地地上生物量与净地下初级生产力显著增加（P<0.001）。综上所述,16 g N·m^-2氮添加水平是该区域的饱和氮添加水平,超过这个添加量,物种多样性以及生产力开始下降。