氮素是陆地生态系统尤其是草地生态系统第一性生产力的重要限制性养分之一。近年来,随着全球氮沉降的日益加剧以及草地植被的严重退化,生态系统氮循环已成为各国科学家关注的热点问题之一。土壤氮循环是土壤微生物参与的生物化学过程,氨化与硝化过程是微生物参与氮转化的两个重要环节。本文选取内蒙古锡林郭勒典型草地和农牧交错带多伦县弃耕草地2个实验点,分别是从2008年开始处理的模拟氮沉降实验平台和从2006年开始连续进行了8年的添加氮素和刈割实验平台。我们采用同位素15N库稀释法研究草地生态系统中总的氮矿化速率,通过比较不同处理间的差异,分析内蒙古草地生态系统对日益增加的氮沉降的响应机制,同时为恢复和重建内蒙古草地植被提供数据参考和科学依据。(1)不同水平氮素添加主要结论如下:① 内蒙古草地是受氮素限制的生态系统,氮素添加显著促进植物地上净初级生产力(ANPP),增加土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和无机氮库(NH4+-N + NO3--N),且随着氮素添加量的增加呈升高趋势;② 与对照处理相比,低氮添加(2 g N?m-2?a-1、10 g N?m-2?a-1、20 g N?m-2?a-1 NH4NO3)对土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均无显著影响;高氮添加(50 g N?m-2?a-1 NH4NO3)显著增加了土壤MBN;③ 与对照处理相比,土壤总氨化速率对低氮添加均无显著响应,但高氮添加显著提高了土壤总的氨化速率;土壤总硝化速率在低氮添加(2 g N?m-2?a-1 NH4NO3除外)后显著增加,且1年2次氮素添加频率的总硝化速率高于每月1次添加的总硝化速率,二者的差异在最高氮素处理(50 g N?m-2?a-1 NH4NO3)下达显著水平;④ 随着氮添加量的增加,土壤微生物氮转化显著提高,但是低频率氮素添加(1年2次)和高频率氮素添加(每月1次)间的差异不显著。(2)刈割和氮素添加主要结论:① 氮素添加(10 g N?m-2?a-1 NH4NO3)显著增加了植物ANPP和土壤无机氮库,与对照相比分别提高115% 和196%,同时显著提高了土壤总硝化速率;但是氮素添加对总氨化速率、土壤MBC、MBN、MBC/MBN、微生物呼吸(MR)以及呼吸熵(qCO2)均无显著影响;