氮循环是重要的生物地球化学循环过程。人类活动加速了全球变暖、降水量重新分配、营养元素失衡以及大气氮沉降增加等全球变化的进程,这将严重影响自然生态系统氮循环过程。因此,研究全球变化对陆地生态系统氮循环的影响,揭示氮循环对全球变化的响应机理,能够为预测未来情景下的氮循环模式提供依据。植物及土壤氮同位素值作为陆地氮循环的指示器,能够反映陆地生态系统氮循环对全球变化的响应。所以,为了更好地揭示陆地生态系统氮循环对全球变化的响应,本论文探索了温度、降水、土壤属性、叶片矿质元素以及大气氮沉降等因素对植物或土壤氮同位素值的影响。主要结果如下:(1)天山南坡的植物氮同位素值、土壤氮同位素值以及富集系数高于北坡,表明天山南坡的土壤氮素有效性以及氮素转换效率比北坡高;天山南坡与北坡显著的气候环境条件差异对生态系统氮循环造成了强烈的影响。天山北坡植物氮同位素值的影响因子有温度、降雨、叶片氮含量、叶片碳氮比、土壤水分、土壤粉粘比;而南坡的影响因子只有叶片碳氮比。天山北坡土壤氮同位素值的影响因子包括温度、降雨、土壤水分、土壤粉粘比;而南坡的影响因子只包括降雨和土壤水分。而且,降雨和土壤水分对北坡与南坡土壤氮同位素值的影响相反。这些结果说明环境因子对植物及土壤氮同位素值的影响有一定的局地效应。(2)沿中国400 mm等降雨线,在年均温度低于0.6 ℃的地区,植物及土壤氮同位素值随温度增加逐渐偏正;而在年均温度高于0.6 ℃的地区,植物及土壤氮同位素值随温度增加逐渐偏负。而且,植物及土壤氮同位素值随温度的变化趋势与植被类型及土壤类型无关。植物氮同位素值与土壤氮同位素值高度相关。消除土壤氮同位素值对植物氮同位素值的影响后,植物氮同位素值的残差随温度增加无明显的变化趋势,表明植物氮同位素值随温度变化的机制与土壤氮同位素值随温度变化的机制一致。年均温度低于0.6 ℃的地区,随着温度增加,土壤氮同位素值逐渐增加的趋势与土壤碳氮比降低、土壤氮含量降低以及土壤pH增加引起的土壤氮素损失有关。而年均温度高于0.6 ℃的地区,土壤氮同位素值随温度增加逐渐降低的机理还需要进一步研究。(3)植物氮同位素值与叶片氮、钾、钙、镁、磷、钠、锌、铁及铝元素的含量高度相关,与锰、硼、铜元素的含量不相关。叶片矿质元素含量能够解释植物氮同位素值52.0%的变化;其中,氮、钾、镁元素的含量对植物氮同位素值的影响较大。除锰和钠外,其他叶片矿质元素含量均与叶片氮含量显著相关。另外,相比于植物氮同位素值与叶片矿质元素含量的相关关系,植物氮同位素值的残差(已经消除叶片氮含量的影响)与叶片矿质元素含量的相关关系减弱。(4)北京百望山的大气氮沉降水平显著高于北京东灵山,但是两个地区的植物氮含量和土壤氮含量均不存在差异,说明两个地区的植物氮主要来自于土壤。东灵山原始的植物氮同位素值比百望山的植物氮同位素值显著偏正。消除温度的影响使得两个地区间植物氮同位素值差异增大,表明消除温度的作用能够更准确地揭示氮沉降对植物氮同位素值的影响。由于温度、土壤氮源以及菌根真菌类型均不能解释百望山和东灵山植物氮同位素值之间的差异;因此,大气氮沉降应该是造成两个地区间植物氮同位素值显著差异的原因,大气氮沉降对植物氮同位素值有负影响。