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土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的最重要的环节之一,是土壤碳库的主要输出途径和大气cO2的重要来源,其微小的变化就会显著地减缓或加剧大气中CO2的增加,进而影响气候变化,森林土壤碳库是全球土壤碳库的重要组成部分,其比例约为73%。因此对森林土壤呼吸的研究是研究碳失汇现象以及包括全球变化在内等一系列重大环境问题的重要组成部分。本研究以湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站试验基地的杉木人工林为对象,分别设立对照组、干旱组、低氮组和高氮组,共12块实验样地。每个样地内设去凋落物观测点、去根观测点、无处理观测点各3个,定期监测各观测点土壤总呼吸速率以及土壤呼吸组分(根呼吸和微生物呼吸速率),以探究杉木人工林土壤呼吸及各组分对干旱及氮沉降的响应机理,并对未来森林土壤呼吸情况,全球碳循环预测等其他相关研究提供科学研究数据,主要研究结果为:1.模拟氮沉降时,土壤总呼吸年平均速率为对照组1.53μmol/(m2·s)>高氮组1.46μmol/(m2·s)>低氮组1.24μmol/(m2·s)。从趋势来看模拟不同水平的氮沉降处理均会对杉木人工林土壤总呼吸产生抑制效果,在模拟低水平氮沉降时效果更明显,模拟不同水平的氮沉降处理均会对土壤呼吸组分的比例发生变化,使得微生物呼吸上升,植物根系呼吸下降,在低氮水平下,这种提升达到了 30.1%。2.隔离降雨总体上使得土壤总呼吸速率1.43μmol/(m2·s)比对照组l.53μmol/(m2·s)低,但差异不显著,但在隔离降雨10个月后,土壤总呼吸及各组分呼吸均表现出上升趋势。而去除凋落物对杉木人工林土壤呼吸的影响极为微小。3.土壤温度是影响实验地杉木人工林土壤呼吸的主要因素,温度可以解释实验地土壤总呼吸62.4-73.9%的变异,土壤微生物呼吸55.1-69.5%的变异,在模拟高水平氮沉降的条件下,土壤总呼吸的Q10值有所上升,而模拟低水平氮沉降和模拟干旱条件下,土壤总呼吸的Q10值有所下降。模拟氮沉降和干旱均使得土壤微生物呼吸的Q10值上升。土壤湿度对实验地杉木人工林土壤呼吸的影响较小,仅能解释土壤总呼吸的6.2%到22.9%的变异,土壤微生物呼吸11.1-24.7%的变异,模拟氮沉降和干旱处理后,土壤湿度与土壤微生物呼吸的关系进一步削弱。而低氮水平下土壤湿度与土壤总呼吸的关系有所加强。