自工业革命以来,人类活动导致大气氮沉降量大幅增加。近年来,由于区域经济发展和大气氮素（N）远距离传输,使得青藏高原大气氮沉降量逐年上升。青藏高原高寒草甸土壤氮素含量贫乏,氮沉降量的增加将直接导致土壤可利用氮含量的提高,从而对高寒草甸生态系统生产力、群落结构以及土壤氧化亚氮（N₂O）排放等产生一系列影响,进而影响生态系统氮循环过程。了解氮素在高寒草甸生态系统各个氮库（土壤、植物和土壤排放N₂O气体）的去向,可以提高氮沉降对高寒草甸氮素循环影响的认识,也为高寒草甸适应性管理提供理论依据。本研究在藏北高寒草甸生态系统开展了连续5年的模拟氮沉降野外控制实验(添加NH₄NO₃,氮沉降量分别为0,7,20,40 kg N ha^-1yr^-1,共4个梯度)和1年的¹⁵N稳定同位素标记实验,系统开展了氮沉降条件下高寒草甸土壤养分和土壤微生物、植被群落特征、土壤N₂O排放特征及外源添加氮素去向的研究,取得了以下主要结果:（1）氮沉降增加了高寒草甸土壤铵态氮（NH₄-N）和硝态氮（NO₃-N）含量,提高了土壤全碳（TC）含量,对土壤微生物碳（MBC）、微生物氮（MBN）和微生物碳氮比（MBC:MBN）都有明显的促进作用（P<0.05）。氮沉降降低了高寒草甸土壤pH值、反硝化微生物（nirS和nirK基因）固氮螺菌属和芽生杆菌属微生物的相对丰度（P<0.05）。（2）氮沉降对高寒草甸豆科植物丰富度有促进作用（P<0.05）,对禾草类植物物种丰富度没有显著的影响（P>0.05）;N7(7 kg N ha^-1yr^-1)和N20(20 kg N ha^-1 yr^-1)处理杂类草丰富度分别增加了26%和19%,N40(40 kg N ha^-1 yr^-1)处理杂类草丰富度下降了18%。氮沉降处理下高寒草甸植物高度、盖度和生物量均有不同程度增加（P<0.05）。氮沉降对高寒草甸植物碳（C）含量无显著影响（P>0.05）,增加了氮（N）含量,进而降低了植物碳氮比（C/N）比。氮沉降增加了地上碳库和地上氮库,降低了氮素吸收效率和氮素利用效率（P<0.05）。（3）氮沉降增加了高寒草甸生长季、冬季和春季冻融期N₂O通量。生长季N₂O通量显著高于冬季和春季冻融期（P<0.05）,生长季N₂O排放量在全年排放量中占主导地位（60.7%）;高氮沉降处理下生长季N₂O排放量对全年排放量的贡献率显著提高（P<0.05）。高寒草甸N₂O通量与土壤NH₄-N和NO₃-N含量、微生物碳和微生物氮含量、禾草类植物比例和豆科植物生物量呈显著正相关关系,与杂类草比例、固氮螺菌属和芽生杆菌属微生物的相对丰度呈显著负相关关系（P<0.05）。（4）随着氮沉降量的增加高寒草甸生态系统¹⁵N总回收率下降,氮素损失率增加。高寒草甸生态系统¹⁵N总回收率为37.2%-43.0%,土壤¹⁵N回收率为23.7%-28.6%,植物¹⁵N回收率为12.3%-14.4%,N₂O气体的¹⁵N回收率为0.01%-0.02%。三种植物功能群中禾草类植物¹⁵N回收率最大,杂类草次之,豆科植物最小。随着氮沉降量的增加N₂O气体和禾草类植物¹⁵N回收率增加。综上所述,本研究阐明了高寒草甸土壤N₂O排放特征及氮沉降对N₂O排放的影响机制,明确了外源氮素在高寒草甸生态系统的去向,更加准确地预测未来高寒草甸生态系统对氮沉降增加的响应,具有重要科学意义。