氮（N）是植物生长的重要养分元素之一,土壤N的供应能力影响森林生态系统生产力。特别是在人工林中,土壤N供应维持对森林长期生产力和可持续性经营具有重要意义。在林分的生长发育过程中,树木对N的需求不同,地上凋落物和地下细根周转对N归还的贡献也有较大差异,土壤N及其形态发生相应的变化。因此,研究人工林土壤N形态及其转化随林龄变化的特征,可为深入认识人工林生态系统N循环机制、提高人工林生产力和人工林经营管理提供科学依据。杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国优良的速生用材树种,其造林面积位居全国第一,占全国人工林总面积18.01%。本研究采用空间代替时间法,选择5个不同林龄阶段（3、16、25、32和>80年生）的杉木人工林,建立20块长期观测研究样地（每个林龄重复4次）。在每个样地中,采集有机层和矿质层土壤样品,测定土壤全氮（TN）、溶解性有机氮（DON）、微生物生物量氮（MBN）和无机氮(铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）含量,采用15N同位素稀释法,测定土壤N转化速率,从而研究土壤N含量、转化随林龄的变化特征,确定土壤N动态变化的关键性驱动因素,提出杉木林可持续性经营的N管理措施。主要研究结果如下:（1）有机土各N形态的含量随林龄的变化比矿质土更明显。有机土 TN和DON随林龄稳定增长,MBN从3年生206 mg kg-1增加至25年生327 mg kg-1,此后趋于稳定。NH4+含量在1 6年生前急剧上升,随后趋于稳定,而NO3-含量随林龄呈线性上升趋势。土壤N动态变化受树木生长过程中N积累、凋落物N输入以及微生物N转化等多过程的共同调控。幼林树木生物量的快速积累极大地消耗了土壤N,而过熟林生长速度慢、凋落物归还量大,N在表层土壤重新积累。其次,在15N同位素稀释法测定总氮转化速率的结果中发现,有机土 TN与总矿化速率、NO3-与总硝化速率呈极显著正相关,表明土壤有机质矿化及硝化作用是控制土壤有效氮供应的主要微生物过程。较老林分中有机土 NO3-:NH4+大于1.0,且MBN:TIN显著降低,这说明随林龄的增加,土壤N循环逐渐由保守型N需求状态转变为开放型N循环状态。在人工林实际经营过程中,我们建议将杉木轮伐期适当延长,以保持土壤肥力,避免树木生长速度减缓以及NO3-淋溶风险增加。（2）在杉木人工林生态系统中,树木各器官N储量随林龄的增加而增加,地面凋落物各分解层N储量均随林龄的增加呈先增加后降低的趋势。这表明适当延长轮伐期将有助于杉木从土壤中吸收N,并通过凋落物归还的形式进入土壤。杉木树叶对树木总养分量的贡献率有所下降,但始终高于树干和树枝。因此,我们认为木材收获并不是人工林N损失的主要途径,建议在适当延长轮伐期的基础上,将砍伐后的树木残骸保留在样地中,使之分解归还至土壤,以便最大限度保留样地内养分。此外,我们发现凋落物养分输入造成的有机土 N浓度增加,可能是地表径流N输出量随林龄呈现出增长趋势的主要原因之一。尽管大气氮沉降可能在一定程度上能补偿土壤N的消耗,本研究仍建议采取适当措施,比如增加人工林林下植被的覆盖度,以缓解土壤淋溶程度,维持杉木人工林的可持续经营。综合杉木人工林生态系统中植被年N吸收量和凋落物年N归还量,除过熟林外其他林分均因植物吸收,土壤N输出的量（N吸收量）高于N输入量（N归还量）,这一现象在近熟林中尤为明显。这是因为人工林在林分成熟前以从土壤中吸收N为主,而过熟林中的树木生长极为缓慢,树木对土壤N的需求量低,随着过熟林中凋落物的增加,N输入量随之增加,人工林生态系统N再循环能力得到增强。通过对杉木人工林N生物利用机制及转化特征的研究,得到如下的理论框架。幼林阶段,杉木相对生长速率较高,生物量快速积累,矿质层土壤N被大量消耗,由于该阶段凋落物积累量低,导致土壤N储量降低。在该生长阶段中,杉木人工林土壤N循环以保守型N需求状态为主。随杉木林分的发育,杉木相对生长速率低,N需求量小,对土壤N的消耗减少,而凋落物归还量大,成为杉木生长主要的N源,促使杉木人工林土壤N得到恢复,杉木人工林生态系统N再循环能力得到增强。