探究山地草地生态系统物种多样性沿海拔梯度的分布规律及其驱动因素，对揭示区域植物的环境适应性、区域多样性的保护及修复治理等具有重要意义。以天山北坡东段奇台县山地草地为研究对象，采用野外原生境实地调查取样的方法，对15个海拔梯度，跨度为1250～3150 m的草地植物群落数量特征和物种多样性进行测定分析，并用随机森林模型以及偏最小二乘路径模型解析海拔、气温、降水以及植物数量特征与植物多样性的关系。结果表明：1）随海拔梯度的增加，草地植物群落盖度和密度均呈极显著增加趋势，而植物高度呈极显著降低趋势，生物量则呈先降后升的趋势（P<0.01）;2）植物α多样性指数沿海拔梯度均呈先升后降的“单峰”分布规律（P<0.05），相邻海拔间相似度Sorenson指数整体呈先下降后上升的波动变化，相反物种替代率Cody指数呈先上升后下降的变化趋势；3）植物盖度、生物量以及Patrick指数均与气候呈显著相关关系（P<0.05），植物多样性主要受盖度的直接影响，海拔通过显著影响气温和降水，进而间接影响植物密度，植物密度又显著正向影响植物盖度（P<0.01）。综上，海拔通过影响气候间接影响植物群落特征，使其具有明显的垂直分布特征。