温室气体大量排放引发的全球气候变暖已严重威胁到人类的生存环境与健康,因此全球碳循环成为当前人们关注的热点问题。草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳循环和减缓温室气体排放方面发挥着重要作用。放牧和刈割是草地主要的管理和利用方式,对草地生态系统碳循环起重要调控作用。以往大量研究表明适当的利用可以提高草地生态系统的固碳功能。此外,当今草地同时面临多重全球变化问题,如全球氮沉降、生物多样性降低等,这些全球变化现象对草地生态系统固碳功能均会产生重要影响。然而,在未来全球变化愈演愈烈的背景下草地适度利用是否依然可以作为重要的草地管理方式来维持和提高草地固碳功能,缓解全球变化带来的对草地的影响,一直缺少相关的研究工作和科学认识。由此,本研究利用模拟控制试验平台,通过模拟植物多样性降低、大气氮沉降,检验了多种全球变化因子—植物多样性降低和大气氮沉降与草地适度放牧或割草利用互作对草地土壤碳储量、生态系统碳通量（总生态系统生产力、生态系统呼吸、土壤呼吸、地上植被呼吸、净生态系统CO2交换量）以及植物地上和地下碳分配的影响;结合植被群落与土壤特征的变化,深入解析全球变化背景下（植物多样性降低和大气氮沉降）草地适度利用对生态系统固碳功能的调控机制;并进一步基于我国大面积草地过度利用现象,通过长期放牧围封对比试验,跨越我国北方草原带的三个主要草地类型（草甸草原、典型草原、荒漠草原）的8个代表性植被类型（8个研究地点）,基于三年（2016年,2018年,2020年）的重复取样,系统评价了当前我国草地过度利用现象对土壤有机碳带来的潜在影响及其内在机制。获得如下重要研究成果:（1）基于模拟氮沉降和植物多样性降低背景下草地适度利用（2015-2018年绵羊放牧）对土壤有机碳库的影响研究发现:氮沉降对土壤有机碳库的作用依赖于植物多样性背景;在低多样性草地,氮沉降对土壤有机碳库具有负效应,而在高多样性草地,氮沉降对土壤有机碳库无显著影响。草地适度放牧利用可以显著提高土壤有机碳库,并且其作用不依赖于植物多样性背景。同时,适度放牧利用可以缓解氮沉降在低多样性草地对土壤有机碳库的负效应。适度放牧主要通过直接途径（例如改变根系分泌物）以及通过地下生物量和土壤p H介导的间接途径改变氮沉降对土壤有机碳库的负向作用。该研究结果表明植物多样性的降低会加剧氮沉降对土壤有机碳库的负效应,而草地适度放牧利用可以提高土壤固碳功能,进而缓解多样性降低背景下氮沉降对土壤碳储量的负效应。（2）基于模拟氮沉降和植物多样性降低背景下草地适度利用（2018-2020年秋季割草）对生态系统碳通量的影响研究发现:各处理下生态系统碳通量各组分在生长季变化趋势一致,均在七月份和八月份达到峰值。植物多样性降低会减少生态系统总生产力（GEP）以及净生态系统CO2交换量（NEE）,而氮沉降背景下草地适度刈割利用可以缓解多样性降低对GEP和NEE的负效应。此外,氮沉降与刈割利用对生态系统碳通量具有显著交互作用。氮沉降在高多样性草地对生态系统碳通量无显著影响;而在多样性降低的背景下,氮沉降对GEP作用不显著,但其增加生态系统呼吸（ER）,因而降低NEE。在无氮沉降背景下草地适度刈割利用显著增加高多样性草地NEE,而对低多样性草地NEE无影响。而氮沉降背景下刈割利用无论在高、低多样性草地均显著提高GEP、ER以及NEE。研究结果进一步表明,地上、地下生物量和群落叶氮含量是调控GEP、ER及NEE对氮沉降与刈割响应的重要因子。因此,本研究建议可以通过适当的刈割利用缓解植物多样性降低以及氮沉降对草地生态系统固碳功能的负效应。（3）基于模拟氮沉降和植物多样性降低背景下草地适度利用（2018-2020年秋季割草）对植物地上、地下碳分配的影响研究发现:氮沉降对地上生物量的作用依赖于年际间降水量的变化,其在湿润年（2019年与2021年）提高地上生物量,而在干旱年（2018年与2020年）无显著影响,因此降低植物群落地上生物量稳定性。无氮沉降背景下草地适度刈割利用对地上生物量无显著影响,而氮沉降背景下刈割利用无论在干旱年还是湿润年均显著提高植物群落地上生物量,进而显著提高群落稳定性。此外,氮沉降与刈割利用会改变植物地上、地下生物量的分配策略,并且其作用依赖于植物多样性背景。在高多样性群落,氮沉降、刈割利用及二者交互对地上、地下生物量分配均无显著影响,其作用结果符合“异速分配理论”。而在多样性降低背景下,氮沉降在湿润年将更多生物量分配至地上,干旱年无显著影响,符合“多重限制假说”。而氮沉降背景下草地适度刈割利用显著提高植物群落地上生物量分配,并且其作用不依赖于年际间降水的变化,结果符合“最优分配理论”。因此,氮沉降可能会改变植物地上、地下生物量分配策略、降低植物地上生物量稳定性,而草地适度刈割利用可以缓解氮沉降的负效应,并且提高植物群落地上生物量及其稳定性。（4）基于北方草原带长期草地过度利用对土壤有机碳影响的野外原位试验（2016年,2018年,2020年）研究发现:草地过度放牧利用显著降低了我国北方草原带的土壤有机碳浓度,并且改变了植物生物量（地上和地下生物量）、生物多样性（植物多样性和微生物多样性）以及土壤环境（土壤含水量和容重）对土壤有机碳浓度变化的相对贡献。在长期围封草地,植物生物量、生物多样性以及土壤环境共同调控草地土壤有机碳浓度。而草地过度放牧利用会极大地降低生物多样性对土壤有机碳浓度的调控作用,且主要源于地下微生物多样性对土壤有机碳浓度调控作用的降低。但过度放牧利用增加了土壤环境因素对土壤有机碳浓度的调控作用。本研究由此建议:面对当前大面积草地过度利用现象,改善土壤环境可能是提高草地固碳功能的关键途径。综上,在氮沉降和生物多样性降低的全球变化背景下,适度放牧和刈割利用可以作为一种有效的草地管理方式以维持草地固碳功能,缓解植物多样性降低和氮沉降带来的对草地固碳功能的负效应。但草地过度利用会极大降低土壤有机碳,削弱微生物多样性在土壤固碳功能维持中的重要作用,增强土壤环境因子对土壤碳的调控作用。本研究同时在多时空尺度下探究多重全球变化（大气氮沉降和植物多样性降低）背景下,草地利用对生态系统固碳功能多个组分（生态系统碳通量、植物碳库、土壤碳库）的作用,深入而全面的剖析了生态系统固碳功能的变化机制。研究结果对于实现草地生态系统的适应性管理,缓解全球变暖,助力我国实现“双碳”目标具有重要的理论价值和实际指导意义。