氮素利用效率是理解生态系统碳-氮耦合关系的重要参数，揭示陆地生态系统氮素利用效率的变异规律及其控制机制有助于理解未来气候变化条件下生态系统碳、氮循环过程。本论文以中国东部南北样带为研究平台，以该样带上氮沉降观测数据、植被调查数据为基础，分析了中国区域无机氮沉降通量(DIN)的时空格局，潜在光合氮素利用效率(PNUE)和叶片水平氮素利用效率(NUEf)的变异规律及其影响因素。此外，本论文还收集了中国区域公开发表的关于DIN、氮循环、净初级生产力(NPP)和净生态系统生态力(NEP)的数据，分析生态系统水平氮素利用效率(NUE)、氮沉降的氮素利用效率(NUEdep)的空间变异特征及其控制机制，在此基础上估算了氮沉降对碳固持的贡献。本论文的主要研究结果如下:　　(1)中国东部南北样带森林生态系统DIN具有明显的时空变异特征。北方森林生态系统DIN的季节变异呈单峰型，而南方森林生态系统DIN的季节变异则呈双峰型;该样带的DIN主要以NH4+-N为主;森林冠层在DIN变异中起着重要作用，使得北方森林生态系统LN-DIN＜ LW-DIN，而南方森林生态系统则表现出相反的规律;降雨和观测站点距离城市的远近亦是影响DIN变异的重要因素。　　(2)不同生活型植物叶片的氮浓度(Nf)和最大光合速率(Pmax)均差异显著，但不同生活型植物的PNUE差异并不显著;比叶面积(SLA)显著影响植物PNUE的变异，并且植物的PNUE与NUEf显著正相关，这为开展NUEf的研究奠定理论基础。　　(3) NUEf与年均温度(MAT)，年均降雨(MAP)均呈现显著的线性正相关关系，而与土壤氮素浓度(Ncn）则为显著的线性负相关关系，并且不同的植被功能型(PFTs)间具有相似的变化规律。PFTs，气候和Ncn共同解释NUEf空间格局变异的42.7％，其中PFTs，气候和Ncn可分别独立解释NUEf空间格局变异的10.6％，0.6％，2.9％。可见相对于外界环境因素，植物本身的物种组成对NUEf的空间变异作用更大。　　(4)中国区域森林生态系统氮素内循环基本处于平衡状态，植物吸收的氮素52％存于植物体内，48％的氮素通过凋落物回归到土壤;NUE均值为144 kg DM kg-1 N;热带森林生态系统植物主要采用的是“快速生长策略”(高的氮素生产力，Np)，而温带森林生态系统则采用的是“养分保持策略”(高的氮素滞留时间，MRT); Np和MRT之间存在权衡关系，并且相对于MRT，Np对外界环境因素的改变更为敏感，所以环境因素对NUE的影响主要是通过改变Np来实现的。　　(5)不同生态系统类型的NUEdep均值为221 kgC kg-1N，其中森林生态系统的NUEdep最高，而草地生态系统NUEdep最低;中国区域陆地生态系统NEP随着DIN，MAT和MAP的增加均呈现显著的线性增加趋势，三者可以共同解释NEP空间格局变异的65％。1990s和2000s中国区域森林生态系统的碳固持量分别大约为88 Tg C a-1和135 Tg C a-1。