人类活动特别是农业生产活动极大地推动了全球的氮固定和氮循环,但同时也引起了严重的环境问题。活性氮作为能够被自然界生物直接利用的重要氮素形态,对满足人类生存所需的食物生产具有普遍意义,因此在农业生产中得到了广泛应用,然而在此之后出现的许多环境问题也越来越多地引起了人们对其环境行为的关注。在农业生态系统中,输入土壤中的活性氮主要是指氮肥,进入土壤中的氮肥基本有三种去向,即作物吸收、在土壤中残留、通过各种途径损失。其中,残留活性氮以硝态氮为主,而且以这种形态的活性氮对环境的影响最为严重。随着农业生产地发展,出于提高作物产量的考虑,过量施用氮肥的现象广泛存在,由此而导致作物收获后土壤剖面中残留了大量的硝态氮。这些残留的硝态氮一部分可能被下季作物吸收利用,一部分淋洗到深层次甚至浅层地下水,一部分发生反硝化以N₂O或N₂的形式逸出土壤。淋洗的硝态氮是造成地下水硝酸盐污染的主要原因,而反硝化释放的N₂O也是引起全球气候变暖的重要温室气体之一。与集约化农业生态系统不同,森林和草原等天然生态系统由于没有受到人为活动的直接扰动而保持了自然的生产状态。以往的研究很少有人依据天然生态系统土壤中氮素的循环转化规律来探讨人为农业活动对农业生态系统土壤中活性氮库的影响,以揭示其产生的环境效应。因此,本文选取了中国东北地区天然生态系统（森林和草原）土壤作为参照,研究人为农业活动所引起的典型农业生态系统（农田、大棚和长期定位试验田）土壤剖面的活性氮库容及其几种重要组分（NH₄⁺-N和NO₃^--N、可矿化氮、微生物氮和固定态铵）偏离自然的程度、原因及对环境的影响;同时对典型生态系统（森林、草原、农田、大棚和长期定位试验田）中土壤活性氮库的矿化及硝化潜力进行研究,评价不同生态系统的硝态氮供应能力、人为活性氮的转化机制及环境效应。主要研究结果如下: 在人为耕作、施肥、灌水等不同农业管理措施的干预下,农业生态系统的各类型土壤其剖面中NO_a^--N的累积量已经达到相当高的程度。其中大棚土壤剖面0～200cm中NO₃^--N的累积量最高,平均达717kg hm^-2,相当于普通农田土壤氮肥年施用量的3倍。而农田黑土、黑钙土和白浆土中的NO₃^--N的累积量分别达到了78.3kg hm^-2、124.6 kghm^-2和20.6kg hm^-2。这相对于自然状态下的森林和草原,分别为3.2kg hm^-2和13kg hm^-2的累积量而言,已经严重偏离了自然的状态。为NO₃^--N进一步向土壤以外环境中的迁移留下了隐患。 表层土壤中NO₃^--N的生成量受矿化和硝化作用这两个连续过程作用特征的影响。森林表层土壤矿化速率最高,达到10.7kg hm^-2d^-1,然而由于其硝化速率仅为矿化速率