氮(N)素是诸多生态系统的重要限制因子。由于人类活动，氮沉降正以前所未有的速度增加，氮沉降通过改变土壤pH、氮和碳的可利用性等改变着微生物生长和活性，及氮循环过程。　　氮循环功能微生物驱动主要的氮循环过程，相关的功能基因数量(氮固定，nifH;氮矿化，chiA;硝化，AOA-和AOB-amoA;反硝化，narG，nirK，nirS和nosZ)是指示氮循环速率的有意义指标。以往的模拟氮沉降实验都是通过大量低频次的氮添加来实现，相比于自然状态下少量高频次的氮素增加，可能会不准确的估计氮沉降对氮循环的影响。因此，在内蒙古锡林郭勒草原模拟氮沉降实验平台，用荧光定量PCR的方法研究了不同氮添加量(0-50 gNm-2yr-1)和频率(一年2次，2N;一年12次，12N)对土壤氮循环功能基因数量的影响。结果表明，低水平的氮添加会改善土壤可利用性氮水平，促进nif，AOA-amoA，nirK和nirS的增长;高水平氮添加使氮素积累，产生的盐毒和土壤酸化进而抑制nifH，AOA-amoA，nirK和nirS基因数量的增长;AOB-amoA的数量随着施氮水平的升高而增加。氮沉降对土壤理化条件的改变也会影响功能基因的数量。相对于少量而高频率的氮添加，由于低频率的氮添加导致土壤中更高的可利用性氮使AOB-amoA的数量显著高于高频率的施氮;低频率的氮添加加剧了盐毒和土壤酸化，使nifH，nirS,和nosZ的基因丰度显著低于高频率的施氮，相应的氮循环过程也会受到影响。因此，以往低频率的氮添加实验不能准确估计氮沉降对氮循环的真实作用，在研究氮沉降对氮循环功能微生物和相关过程影响的试验中，应该考虑施氮的频率和量。　　微生物生物量是微生物活性和土壤养分水平的重要指标。氮沉降可以通过各种方式影响微生物生长。2013和2014年，研究了土壤理化性质、微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量对氮添加量(0-50 g N m-2yr-1)和频率（一年2次和12次）的响应。结果证明，2014年的土壤总碳(TC)显著低于2013年，而2014年积累了更多的NH4+-N。2013和2014年，由于地上生产力的提高和凋落物数量和质量的改善促进了碳输入，5-15 g N m-2yr-1的施氮水平施氮提高了MBC含量和MBN含量;由于氮的大量累积导致了盐毒、土壤酸化和碳限制，两年的MBC含量和MBN含量在20和50 g Nm-2yr-1施氮水平都出现了显著下降。随着施氮水平的增加，土壤碳氮比下降造成了碳限制。高频次施氮的MBC含量和MBN含量都显著高于低频次施氮，与高频次施氮的NH4+-N含量和酸度低于低频次有关。长期大量施氮造成了土壤酸化，影响了氮素的可利用性，并使微生物受碳限制，因此随着施氮量增加和周期的延长，土壤理化条件恶化和碳限制会加剧，微生物生物量会出现进一步降低。结果证明，由于一年12次施氮更接近大气氮沉降，该研究区域微生物生长的氮饱和点应该在10-15 g Nm-2yr-1之间。　　长期氮添加会导使碳的减少和土壤酸化，是抑制微生物生长的两个重要因素，碳减少和土壤酸化对微生物群落作用的共同研究较少。为确定哪种因素起主要的限制作用，利用氮沉降平台长期施氮的土壤进行了石灰和葡萄糖添加(1‰石灰、2％石灰、葡萄糖、1％石灰×葡萄糖和2‰石灰×葡萄糖）实验。土壤pH变化没有显著改变土壤呼吸和微生物生物量(MBC和MBN)，葡萄糖处理显著迅速的提高了土壤呼吸和微生物生物量(MBC和MBN);石灰×葡萄糖处理的CO2累积排放量和微生物生物量(MBC和MBN)没有显著高于仅添加葡萄糖的处理。碳添加也会促进温室气体N2O的排放。pH升高会促进硝化和反硝化微生物的活性和能源物质的增加，因此土壤pH和碳源共同作用于N2O的产生。葡萄糖和石灰×葡萄糖处理的CO2累积排放量随着施氮水平的提高而升高，外源碳促进了微生物利用氮素。由于微生物的迅速生长，无机氮的固持超过了有机氮的矿化，葡萄糖和石灰×葡萄糖处理显著抑制了净氮矿化和净硝化速率。长期氮添加导致了碳限制，碳是限制微生物生长和活性的主要因子。　　施氮直接缓解了微生物的氮限制，但是间接导致了碳的减少，并逐渐使微生物由氮限制转变为碳限制。与缓解土壤酸化相比，碳源增加显著提高了微生物生物量和活性。因此，在今后对氮沉降对生态系统影响的研究中，应该充分考虑碳的限制作用。