化石燃料燃烧以及化肥的大量使用导致全球氮沉降水平呈现显著上升的趋势。氮沉降的上升不仅会影响植物个体的生理代谢, 也导致了全球范围内生物多样性的下降。从植物个体生理响应到群落组成变化, 氮沉降在不同尺度上所引起的变化如何调控如土壤碳循环等关键生态系统功能,对此我们仍知之甚少。为回答这一问题, 本研究通过监测氮添加处理下植物化学组成和群落结构的变化, 解析氮沉降导致的植物个体和群落水平的变化如何影响温带草地的凋落物周转速率和土壤异养呼吸(Rh)。 结果显示, 十余年的氮添加处理显著降低了植物物种丰富度、凋落物层周转率和土壤异养呼吸。13C‐NMR 分析表明, 在个体水平上,氮添加处理通常提高了植物器官中难分解的组分(如氧烷基和甲氧基)的相对多度,降低了易分解的碳水化合物组分的比例, 导致多数物种的可降解性下降。此外, 氮添加导致植物群落中较容易分解的优势物种丢失,而较难分解的物种(如 Potentilla bifurca 和 Leymus chinensis) 转变为优势物种。氮添加引起个体水平上化学组成的变化和群落水平上物种组成的变化,共同导致了生态系统水平上凋落物的可降解性显著下降,最终使得凋落层的周转减缓。基于 Step‐AIC 的模型筛选结果进一步表明, 植物多样性丧失和群落水平凋落物可降解性下降共同解释了氮添加后土壤异养呼吸的下降, 相对重要性拆分结果显示这两个因素分别贡献了模型解释度的 65.1% 和 34.9%。总体而言, 本研究阐明了在氮沉降上升背景下, 地上植物化学组成和群落结构变化对地下碳循环的调控机制, 有助于推进我们对全球变化下生态系统结构与功能间的动态关联的认识。