湿地作为陆地生态系统一个巨大的碳“汇”，其碳的生物地球化学过程在全球碳循环过程中有着极其重要的意义，并受到全球变化和人类活动的强烈影响，对环境变化表现出极大的敏感性。三江平原是我国湿地面积最大的地区之一，也是近50年来湿地开垦面积最大的地区，湿地垦殖为农田后，农事活动中流失的氮素随地表/地下径流、大气干湿沉降等途径进入湿地中，打破了湿地生态系统原有的碳平衡状态，影响了湿地碳的生物地球化学过程。本论文以三江平原小叶章草甸湿地为研究对象，通过野外定位观测、模拟试验和室内培养等方法，研究了短期和持续的外源氮输入影响下，沼泽湿地碳的主要生物地球化学过程(光合过程、枯落物分解、有机碳矿化和含碳气体排放)的动态特征，揭示了沼泽湿地碳过程对外源氮输入的短期与长期响应。　　 非淹水(体积含水量保持70％左右)情况下，经过一个生长季的外源氮处理，不同氮输入水平均显著增加了碳的生物量积累，到植物生长季结束，低(6g·m-2·a-1)、中(12g·m-2·a-1)、高(24g·m-2·a-1)3个氮输入水平下，小叶章地上部分生物量分别比对照增加了58.79％、133.11％和190.55％。生长旺季，小叶章叶片叶绿素、可溶性蛋白和游离氨基酸含量也随着氮输入量的增大而增加，净光合速率明显提高，分别比对照增加了20.70％、26.69％和53.54％。从光合固“碳”的角度来看，短期的外源氮输入促使湿地植物通过光合作用固定更多CO2。完全淹水条件下，小叶章叶绿素含量与其净光合速率随着氮输入量的增大先增大后减小，高输入对小叶章叶片光合速率产生了抑制作用。　　 氮输入1a、3a和4a后，小叶章地上部分生物量均随着外源氮输入量的增大而增加，但是又表现出明显的年际差异。以高氮处理最为明显：外源氮输入第1个生长季，低氮和中氮处理的地上部分生物量增幅相对较小，而高氮处理的地上部分生物量急剧增大，极显著高于对照和其它两个氮处理(p＜0.01)。持续氮输入3a和4a后，低氮和中氮处理下小叶章地上部分生物量呈逐年增大趋势，而高氮处理则分别比氮输入初期减小了53.72％和48.82％，表明持续的高氮输入对小叶章地上部分生物量的促进作用随着氮输入持续年限的增长而降低，这可能与土壤质量和植物群落的变化密切相关。　　 持续氮输入3a和4a影响下，生长季小叶章湿地生态系统CO2通量均随着氮输入量的增大而增大，其季节模式变化不明显。在氮输入处理的第一个生长季，外源氮输入量与CO2平均排放通量间存在极显著的指数相关关系(R2=0.99)，高氮处理下CO2平均排放通量较对照处理升高了142％(p＜0.01)。随着氮素的持续输入，年净氮输入量与CO2平均排放通量间的指数相关关系逐渐减弱，且以持续高氮处理最为明显，表明持续外源氮输入对沼泽湿地生态系统呼吸具有明显的累积效应，与小叶章地上部分生物量的变化相一致。　　 不同外源氮输入量之间，湿地CH4排放通量随氮输入年限的推移发生了明显的可变性。在氮输入处理的第1个生长季，CH4的平均排放通量以中氮处理时最大，较对照增加了252.94％。持续3a和4a的氮输入处理后，生长季CH4的平均排放通量均以低氮处理时最大，其中，持续3a氮输入后，高氮输入影响下CH4的平均排放通量较对照降低了3.44％，持续4a氮输入后，中氮和高氮处理下CH4的平均排放通量较对照处理分别降低了5.36％和37.50％。表明外源氮输入量为12 g·m-2·a-1时，累积输入4年后，抑制小叶章湿地生态系统CH4排放，而氮输入量达到24 g·m-2·a-1时，累积输入3年即抑制CH4排放，低氮输入则一直促进CH4的排放。其中，土壤微生物量及其活性的变化可能是导致CH4排放通量改变的重要原因。　　 非淹水(60％土壤最大持水量)条件下，净氮输入量为1mg·g-1的氮处理水平对土壤有机碳矿化和溶解有机碳(DOC)含量的影响不显著，而净氮输入量为2和5mg·g-1时，显著促进了土壤有机碳的矿化和土壤DOC含量；相反，淹水条件下，外源氮输入均抑制了土壤有机碳的矿化和土壤DOC含量。两个水分条件下，土壤DOC含量与有机碳的累积矿化量均呈显著正相关关系(R2分别为0.939、0.843)，初步认为由外源氮输入引起土壤DOC含量的变化可能是导致湿地土壤有机碳矿化差异的主要原因之一。　　 经过持续4a不同梯度的外源氮素处理，土壤质量发生了较大变化。土壤微生物量碳(MBC)含量在低氮处理时显著高于对照，而高氮处理下，土壤MBC含量则较对照处理显著降低(P＜0.05)。土壤基质诱导呼吸(SIR)的变化与MBC含量的变化相似，而土壤呼吸势(qCO2)随氮输入量的变化则完全相反，在低氮处理下达到最低值而高氮处理时最高，表明经过4a持续的低氮输入，土壤微生物数量和活性增强，持续的高氮输入则抑制了其数量和活性，土壤微生物利用有机碳的效率降低。　　 通过为期85d的室内分解试验，结果表明，湿润状况下，小叶章枯落物的失重率以低氮处理最大，随着氮输入量的增大而减小，但均高于对照；淹水状况下，外源氮输入亦加快了小叶章枯落物的分解，氮处理间未出现显著差异。整个分解过程中，不同处理下小叶章枯落物的CO2排放速率均呈指数递减，且相同氮处理间淹水条件下CO2的平均排放速率均低于湿润条件。分解过程中，DOC的释放速率与CO2排放速率的变化规律相一致。分解85d后，湿润条件下以DOC和CO2形式释放的C累积不超过总损失C量的26％，而淹水条件下50％以上的C以DOC的形式释放，表明DOC是淹水枯落物分解过程中碳损失的主要途径。