非共生固氮是外源氮在自然生态系统中的重要输入形式,尤其是在缺乏共生固氮的生态系统中。由于高寒缺氧的环境条件,青藏高原草地较缺乏共生固氮机制,然而高寒草地氮素养分却十分丰富,那么是否是非共生固氮机制做了重要贡献呢?同时,是什么因素影响着主要高寒草地的非共生固氮?这个问题的回答是深入认识高寒草地生态系统氮素转化与循环生态学机制的重要内容,并能为氮素养分管理提供重要科学依据。为了回答这个科学问题,本研究以分别位于青海省祁连县、共和县和玛沁县的高寒草甸（AM）、沼泽草甸（SM）和高寒草原（AS）三类主要高寒草地植被为研究对象;利用乙炔还原法和15N2饲喂法,测定了不同类型高寒草地植物群落中土壤、植物叶片、苔藓和蓝藻的非共生固氮速率;同时测试了土壤理化因素,植物群落特征,土壤非共生固氮微生物群落特征,土壤相关金属元素;分析环境因子对土壤非共生固氮微生物群落的影响,甄别土壤和叶片非共生固氮速率的关键影响因素;对三类高寒草地植物群落的土壤和叶片年非共生固氮率进行估算。主要研究结果如下:（1）各样地之间土壤非共生固氮菌群落组成差异显著（p=0.001）。沼泽草甸的物种丰富度指数和多样性指数高于其他两个高寒草地植物群落。未被鉴别的细菌属（g＿＿unclassified＿k＿＿norank＿d＿＿Bacteria）、变形菌门未被鉴别的细菌属（g＿＿unclassified＿p＿＿Proteobacteria）和斯科曼氏球菌属（Skermanblla）是高寒草地上的非共生固氮优势菌属。其中,未被鉴别的细菌属与弗兰克氏菌属（Frankia）nif H基因具有极高的序列相似性。土壤非共生固氮微生物群落β多样性随土壤p H增大而极显著减小,随海拔和土壤磷钼比增大而极显著增大。（2）沼泽草甸的土壤和叶片非共生固氮速率最高。所有样地中,祁连县沼泽草甸（QL-SM）的土壤和叶片非共生固氮速率均最高,分别是2.016×10-7 mmol N2·g-1·d-1和4.568×10-7 mmol N2·g-1·d-1。在不同类型高寒草地植物群落中,无论是土壤还是叶片的非共生固氮速率,沼泽草甸都最高,其次是高寒草甸和高寒草原。（3）高寒草地生态系统叶片非共生固氮速率是土壤的2.3～12.2倍,两种反应基质非共生固氮速率的关键影响因素不同。土壤硝态氮含量极显著抑制土壤非共生固氮速率,而土壤非共生固氮菌PD-whole-tree指数（谱系多样性）和土壤氮钼比则刺激土壤非共生固氮速率。样地纬度变化对叶片非共生固氮速率呈现极显著正效应。（4）青藏高原每年通过非共生固氮途径输入这三类高寒草地的氮素总量估计为0.1 T g。不同类型高寒草地植物群落的土壤年非共生固氮率是相同面积内叶片的35.5～54.5倍。沼泽草甸全年总非共生固氮率最高(1.547 kg N·ha-1·yr-1),是高寒草甸(0.696 kg N·ha-1·yr-1)或高寒草原(0.683 kg N·ha-1·yr-1)的2倍以上。（5）高寒草地中的苔藓和蓝藻具有更大的非共生固氮潜力。高寒草地生态系统苔藓和蓝藻非共生固氮速率是对应样地土壤非共生固氮的7.4～99.0倍,且蓝藻(固氮速率:64.806×10-7 mmol N2·g-1·d-1)的非共生固氮潜力大于苔藓(1.655×10-7 mmol N2·g-1·d-1)。综上所述,非共生固氮为高寒草地氮素做出了重要贡献。沼泽草甸的土壤非共生固氮微生物群落组成最复杂,且年非共生固氮率最大。土壤p H对土壤非共生固氮微生物群落β多样性呈现极显著负效应,海拔和土壤磷钼比呈现极显著正效应。高寒草地土壤的非共生固氮由土壤硝态氮、土壤非共生固氮菌PD-whole-tree指数（谱系多样性）和土壤氮钼比主导,植物叶片非共生固氮由样地纬度主导。因此,建议进一步的研究可以深入到高效非共生固氮微生物,挖掘有益非共生固氮微生物资源,为退化高寒草地恢复提供高效氮素养分,促进高寒草地生态系统氮素养分管理。