草地是世界最广布的植被类型之一，它覆盖地球表面土地面积的1/4～1/3，是陆地生态系统重要的组成部分，也是目前人类活动影响较为严重的区域，其碳素行为很活跃，具有相当大的碳蓄积能力，这些潜在碳汇在全球碳循环中起着很大的作用。相对于其他陆地生态系统，草地生态系统碳循环对全球变化的响应更为迅速。因此，在全球变化的趋势下，对草地生态系统碳循环主要过程及其影响因素的研究是认识全球碳循环的关键之一。青藏高原高寒草甸生态系统作为青藏高原重要的生态系统类型，因为其独特的地理位置（海拔高，温度低），全球变化对高寒草地的影响方式可能与其他生态系统不同，影响强度也可能更大，高寒草地对这些影响因素的响应也可能更加敏感、更加复杂。　　本研究以青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象，于2011～2013年间观测了生态系统碳循环关键过程对不同水平模拟氮沉降增加和养分（氮、磷）添加的响应，试图:(1)精确计量高寒草甸生态系统碳循环的关键过程;(2)探讨高寒草甸生态系统碳循环关键过程对氮沉降和氮、磷添加的响应;(3)构建高寒草甸生态系统碳循环基本模式，并探讨模拟氮沉降增加和养分添加对其的调控作用。　　研究结果如下:　　1.生物量对模拟氮沉降增加和养分添加的响应。　　不同水平的模拟氮沉降均增加了高寒草甸生态系统地上生物量，但只有在中(N50)、高(N100)水平下达到显著水平。地上生物量与不同水平模拟氮沉降的氮添加速率成正比，说明高寒草甸生态系统主要受氮限制，未来氮沉降持续增加的背景下，高寒草甸生态系统地上生物量将增加。不同水平的模拟氮沉降增加具有使地下生物量减少的趋势。因此，不同水平模拟氮沉降增加改变了高寒草甸生态系统原有的地上地下分配关系，氮沉降趋向于使生态系统将生物量更多的分配在地上部分。　　氮添加和磷添加对生物量的影响存在交互作用。氮添加显著增加了地上生物量，且氮磷共同添加下生物量增加最多，说明高寒草甸生态系统受氮、磷养分共同限制，自然状况下氮是主要的限制因子，氮添加后植物受磷限制或氮磷共限制。磷添加虽然没有显著增加地上生物量，但显著增加了豆科生物量，间接说明生态系统中磷的可利用性也是受限制的。与模拟氮沉降实验结果类似，氮添加有降低地下生物量的趋势。磷添加对地下生物量的影响年际差异较大且趋势不同，但整体也趋向于降低地下生物量。氮磷共同添加也趋向于降低地下生物量。因此养分添加将改变土壤氮、磷的可利用性，改变生态系统地上地下分配关系，将更多生物量分配到地上部分。　　2.土壤呼吸及组分对模拟氮沉降增加和养分添加的响应　　不同水平的模拟氮沉降增加均在2011年显著增加了土壤呼吸，但在其后的2012年和2013年有降低土壤呼吸的趋势，但未达到显著水平。同时氮沉降增加也抑制异养呼吸，但增加了异养呼吸占总呼吸的比例（2013年）。　　氮添加在2011年显著增加了土壤呼吸，但在2012和2013年都有降低土壤呼吸的趋势，但均未达到显著水平。磷添加在2011年显著促进了土壤呼吸，2012年和2013年，磷添加仍然有增加土壤呼吸的趋势，但未达到显著水平。氮磷共同添加在2011年显著促进了土壤呼吸，2012年虽有增加趋势，但不显著，2013年趋势逆转为抑制土壤呼吸，但仍不显著。2013年，氮、磷添加及其交互作用对异养呼吸均未显著影响，但氮、磷添加具有降低异养呼吸速率的趋势。氮添加和磷添加显著改变了异养呼吸占土壤呼吸的比例，氮磷交互作用不显著。主效应方面，氮添加增加了异养呼吸占土壤呼吸的比例，而磷添加降低了异养呼吸占土壤呼吸的比例。　　3.土壤碳库对模拟氮沉降增加和养分添加的响应　　实验3年后（2013年），不同水平的模拟氮沉降均使土壤0～10cm碳库有所增加。氮添加增加了土壤0～10cm碳库，磷添加减少了土壤0～10cm碳库，而氮磷同时添加对土壤碳库基本没有影响。　　4.高寒草甸生态系统碳循环基本模式的构建及模拟氮沉降增加和养分添加的调控作用　　2013年，本研究整合了当年生态系统碳循环各个环节的库和通量，构建了碳循环的基本模式，并探讨了不同水平模拟氮沉降和养分添加对基本模式的调控作用。青藏高原高寒草甸碳循环的特征表现为碳储量大、净初级生产力较高、土壤有机质分解慢、较高强度和低循环的特点。青藏高原高寒草甸生态系统经由植被的光合作用净固定的碳约为392g C m-2year-1，并将其分配到了地上地下，分别为180g C m-2year-1和208g C m-2year-1。与此同时，经由微生物的呼吸作用，高寒草甸生态系统向大气排放约309g C m-2year-1;而0～10cm深度土壤的全碳含量为5.09kg C m-2。　　本研究具有如下重要的理论和实践意义:(1)精确计量高寒草甸生态系统碳库和碳通量的大小及年际动态，将有助于准确评估青藏高原高寒草甸在区域和全球碳循环及碳平衡中的作用;(2)青藏高原生态系统十分脆弱，对环境变化敏感，是全球变化的先兆区，且人类活动对此区域的影响日益严重;探讨高寒草甸生态系统碳循环关键过程对氮、磷添加的响应将为青藏高原高寒草甸的健康发展和科学管理提供理论依据。