近几十年人类活动向大气中排放的含氮化合物激增，并引起大气氮沉降也成比例增加。目前，氮沉降的增加使一些森林生态系统结构和功能(包括营养元素循环)发生改变，甚至衰退。森林土壤氮素过程是生态系统氮素循环的一个非常重要的组成部分，主要包括凋落物分解、矿化和硝化、反硝化、植物吸收、微生物固持、气体挥发和淋溶等过程。土壤氮素过程决定着整个生态系统氮循环的速度和与外界的交换通量。因此，研究氮素过程对氮沉降的响应特征对于了解氮沉降对森林生态系统功能尤其是氮素循环的影响及机理等方面具有重要的意义。　　 本研究以鼎湖山国家级自然保护区马尾松林、混交林和阔叶林为研究对象，通过人为外加氮处理模拟氮沉降增加，研究了：1)鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林3个森林当前土壤氮素状态和土壤主要氮素过程；2)外加氮处理对这些森林土壤氮素氮素状态和氮素过程的影响；3)土壤氮素状态、氮素转换作用、土壤氮素损失和截留等之间的相关关系。　　 马尾松林和混交林起始于上世纪30年代的人工林，而阔叶林得到400多年的保护。2003年6月在阔叶林设置4个处理：对照(control)、低氮(lowN)、中氮(mediumN)和高氮(highN)，分别在林地喷加0、50、100和150kgNhm-2a-1；在马尾松林和混交林各设置3个处理，即对照、低氮和中氮。在阔叶林设置高氮处理是考虑在更短的时间内揭示生态系统氮饱和特征。每个处理均设3个重复，样方规格为10×20m，各样方间留有10m左右的间隔。2003年7月开始，每月月初根据氮处理水平，将每样方每次需要喷施的NH4NO3溶解在20L水中(全年所增加的水量相当于新增降水1.2mm)后，以背式喷雾器人工来回均匀喷洒在林地。对照样方则喷洒同样多的水，以减少处理间因外加水不同而造成对森林生物地球化学循环的影响。　　 2.5个周年(2003年8月-2005年12月)的研究结果显示：1)阔叶林土壤氮状态显著高于马尾松林和混交林，表现在阔叶林土壤总氮、无机氮、硝态氮、可溶性有机氮和微生物氮等各种氮库均较高，土壤酸度、基质和微生物C/N较低，相应地可溶性无机氮和有机氮流失和N2O排放速率较高；马尾松林和混交林的土壤氮素状态非常接近。2)室内培养结果显示马尾松林和混交林土壤潜在净矿化作用显著高于阔叶林，但潜在净硝化作用则相反。野外条件下，马尾松林和阔叶林土壤净矿化和硝化作用显著高于混交林。因此如果考虑硝化作用，混交林比马尾松林更贫氮。3)无论野外培养还是室内培养，土壤C/N比与净硝化作用显著线性负相关；当C/N低于25时净硝化作用速率较强烈，而当C/N高于25时硝化作用非常微弱。4)外加氮处理提高3个森林矿质土壤铵态氮和马尾松林硝态氮含量，但对混交林和阔叶林土壤硝态氮含量的影响不明显。5)马尾松林和阔叶林某些培养季节出现外加氮处理样方土壤净矿化和硝化作用速率显著高于对照样方，但整个研究来氮处理作用不显著。5)氮处理提高阔叶林土壤N2O排放速率，但对马尾松林和混交林的影响很小。6)氮处理显著提高3个森林土壤可溶性无机氮和有机氮含量的流失，而对阔叶林和马尾松林的影响较强烈。7)无论对照样方还是加氮样方，3个森林土壤对铵态氮输入的截留效率较高(80-95％)，而对硝态氮的截留效率较差(低于50％)；3个森林土壤铵态氮截留效率相似，但马尾松林和阔叶林对硝态氮的截留效率明显低于混交林。8)氮处理显著减少阔叶林植物生长速率；马尾松林和混交林加氮处理样方植物生长速率高于对照样方，但差异不显著。　　 可见，氮处理对土壤氮素转换、氮流失和截留等的影响格局取决于土壤起始氮状态；在保护较好的阔叶林土壤氮状态较高，外加氮处理的影响也更加强烈。在鼎湖山森林，土壤氮素转换与氮素流失和截留率密切相关，如硝化作用较强的马尾松林和阔叶林则对外来的硝态氮的截留效率很差。从本研究结果来看，鼎湖山阔叶林生态系统已经达到氮饱和，氮沉降增加会减少生产力进而引起森林衰退；马尾松林和混交林相对氮贫乏，氮沉降增加可能会增加生产力，但明显增加土壤氮素流失。