三江源区是指长江、黄河、澜沧江的源头地区，由于境内原始植被丰富、土壤富含有机质，因此其水源涵养能力显著，素有“中华水塔”之称。三江源区面积为31.8万km2，超过青海省国土面积的一半，是发展生态畜牧业，生产有机畜产品和功能性畜产品的理想之地。鉴于三江源区在高原和高寒极端环境下所形成的生态系统极其脆弱,外源营养元素的输入不当会对整个草地生态系统造成破坏，恢复起来极为困难，因此，研究如何进行高寒草甸科学施肥，对于提高三江源区高寒草甸草场外源肥料的利用率，减轻或避免环境污染具有重要的意义。本文以青海大学三江源生态系统观测站的典型高寒草甸为研究对象，探讨了不同海拔梯度下，高寒嵩草草甸地上植物量及土壤养分的变异，并通过外源肥料添加试验，探讨了高寒草甸初级生产力、植物养分、土壤养分对肥料的响应关系，主要结果如下：1)高寒草甸草地土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量和地上生物量随海拔均呈相似的分异趋势。其中，土壤全氮、速效钾与地上生物量成显著正相关（P<0.05）。而土壤全磷含量随海拔梯度的变化相对稳定，因此，对高寒草甸采取外源养分添加，可促进草地生产力的增加。2)以氮、磷和钾三种肥料在三江源区高寒草甸草地进行施肥试验。结果表明，在高寒草甸草地，三个施肥因素对地上生物量的影响顺序为氮肥>磷肥>钾肥，地上生物量可用其与氮、磷间的二元二次方程很好地估测，最优的施肥组合为氮肥269.69kg/hm2（N）+磷肥119.36kg/hm2（P2O5）。从养分分析来看，与对照相比，施肥均增加了植物对氮、磷、钾养分的吸收，能显著提高植物全氮、全磷及全钾含量，而土壤养分变化幅度不大。3)不同施肥时期及氮肥用量对高寒草甸初级生产力、植物及土壤养分的影响不同。其中，施肥时间为7月10日时，地上生物量都要高于其他时期同等施肥水平。从不同施肥水平间比较看，施氮能显著增加地上生物量，植物氮素也显著增加，但当氮肥用量达到300~450kg/hm2（N）时，地上生物量则呈现下降趋势。由此可见，选择在雨热同季的7月上旬，氮素用量为150~300kg/hm2（N）时，高寒草甸地上生物量达最大值，是适宜的施肥方案。4)三种形态氮肥及施肥水平也对高寒草甸地上生物量、植物及土壤养分的影响不一致。结果显示，不同形态氮素对地上生物量、植物及土壤养分的影响顺序为硫酸铵＞尿素＞硝酸钙；当硫酸铵施用量为200kg/hm2时，地上生物量、植物全氮、土壤全氮均为各处理中的最大值，较尿素和硝酸钙，施用硫酸铵后，土壤铵态氮显著增加，高寒草甸增产效果最明显。相关性分析也表明，硫酸铵、植物全氮、土壤铵态氮和地上生物量呈显著正相关，硝酸钙与土壤硝态氮呈显著正相关。铵态氮肥、硝态氮肥不同配比比较试验同样证明，当铵态氮/硝态氮为100:0时，高寒草甸地上生物量、地下生物量、植物全氮含量均为最大值。5)添加牦牛粪便后，高寒草甸植物群落盖度、高度及地上生物量与对照相比都呈上升趋势，而当牦牛粪便施用量为1100kg/hm2，各处理样地的Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数与对照相比均存在显著差异。总体来说，添加牦牛粪便对三江源区高寒草甸草地植物群落结构和生产力产生了显著的影响，提高了土壤肥力和草地生产能力，减轻了环境污染，建议今后草地保护和改良当中应大力推广。