氮素(N)是生命体不可缺少的重要营养元素。人类活动极大地增加了生态系统中可利用态N素的含量，对生态系统的结构和功能过程造成了严重的影响。土壤中氮素有效性的增加对土壤微生物生物多样性及其生态系统功能的影响成为当前的热点研究领域。碳循环是土壤微生物参与的最重要也是最复杂的生态系统功能过程之一，土壤微生物的碳循环功能主要包括其对土壤有机质的分解代谢、土壤微生物的呼吸以及根际激发效应等。本研究依托额尔古纳氮沉降平台和锡林浩特长期氮沉降模拟平台，通过野外氮沉降模拟实验和盆栽实验，探究了氮沉降对土壤微生物生物多样性及其生态系统功能的影响以及固氮植物和非固氮植物的根际激发效应及其驱动力。结果表明:　　在呼伦贝尔草甸草原，从整体上讲，连续3年、每年10g N m-2yr-1的氮素添加并不影响土壤微生物及其功能基因的多度、微生物呼吸和代谢能力等碳循环功能，但是不同化合物的添加显著影响了功能基因的组成。从不同的微生物类群来看，氮素化合物的添加对细菌和古菌的分类学丰富度没有显著影响，而碳酸氢铵、硫酸铵和尿素的添加显著提高了真菌分类学丰富度;不同氮素化合物的添加显著影响了细菌和古菌的群落组成，而对真菌的群落组成没有显著影响。另外，不同氮素化合物的添加显著提高了土壤硝态氮含量，硫酸铵的添加显著增加了土壤铵态氮的含量，硝酸铵和硫酸铵的添加显著降低了土壤pH值，而氮素的添加对土壤总有机碳、全氮、全磷、有效磷和微生物量碳没有显著影响。不同氮素化合物的添加主要通过影响土壤中无机氮含量（NO3-、NH4+）来影响土壤微生物多样性，而通过调节植物群落进一步影响微生物基因组。这种影响主要由随机性过程主导。　　在锡林浩特典型草原，氮添加对土壤呼吸、植物地下生物量和微生物生物量的影响均表现出低剂量（5.69N m-2yr-1）促进，高剂量(22.49N m-2yr-1)抑制模式，而对土壤呼吸的温度敏感度的影响不显著。土壤呼吸与植物地下生物量、微生物生物量、土壤水分和土壤温度均有显著的正相关关系。氮添加通过影响植物地下生物量和微生物的生物量等生物因素调节土壤呼吸。另外，土壤呼吸有明显的季节动态性，这主要是土壤水分及温度的季节变化对土壤呼吸也有显著的调节作用。　　固氮植物大豆在沈阳和黑河两个实验地点均表现出了正的激发效应，即促进了土壤有机质的分解，相对于非固氮植物杨树在沈阳和黑河两地呈现了相反的根际激发效应，固氮植物大豆具有更稳定的根际激发效应。植物物种、实验地点和距植物根系的距离都显著影响了土壤细菌和真菌的群落组成。相关分析和结构方程模型的结果均表明土壤细菌的多度是根际激发效应的原始驱动力。