土壤呼吸是陆地生态系统第二大碳通量,对调节全球生态系统碳平衡具有重要作用。土壤呼吸受非生物（土壤温度和湿度等）和生物因素（微生物群落和植被类型等）的共同调节。全球变化情景下,大气CO2浓度升高、气候变暖、降水变化和氮沉降改变植物物种多样性和森林初级生产力,导致凋落物质量和数量变化,进而影响凋落物分解和土壤碳释放过程。森林生态系统土壤呼吸是陆地碳循环的重要组成部分,不同森林类型中植被和土壤理化性质存在显著差异,这会影响微生物对凋落物的分解作用和土壤碳释放过程,并反馈于气候变化。然而,关于森林土壤呼吸对碳输入途径变化的响应过程和内在机理仍缺乏清晰的认识,这极大地限制模型对土壤碳动态的精确模拟和预测。因此,本论文选择在针叶林、阔叶林和针阔混交林中采用添加凋落物、去除凋落物以及去除根系的方法（DIRT实验）,探究土壤呼吸对碳输入变化的响应规律。通过分析本实验四年（2016-2019年）的数据发现:综合考虑三种森林类型,凋落物添加使土壤呼吸增加11.6%,凋落物去除和断根使土壤呼吸分别降低9.8%和10.7%。对每个森林类型进行单独分析,凋落物添加导致针叶林和针阔混交林土壤呼吸分别增加17.9%和13.3%,但是对阔叶林土壤呼吸没有影响。凋落物去除使针叶林、阔叶林和针阔混交林土壤呼吸分别降低12.4%、10.9%和6.2%。断根使针叶林、阔叶林和针阔混交林土壤呼吸分别降低10.3%、9.5%和12.4%。此外,针叶林和针阔混交林土壤呼吸对凋落物添加处理的响应强于凋落物去除的响应。凋落物去除降低阔叶林土壤呼吸但凋落物添加没有影响,这说明等量的凋落物增加和减少对土壤碳释放的影响具有不对称性,进而增加对土壤碳收支预测的不确定性。凋落物去除和断根处理对土壤呼吸具有交互作用,并在不同森林类型间存在差异。在针叶林里,凋落物去除使未断根样方中土壤呼吸减少20.0%,但在断根样方中,凋落物去除对土壤呼吸没有影响。断根使未凋落物去除样方中土壤呼吸降低20.2%,但在凋落物去除样方中,断根对土壤呼吸无影响;在阔叶林里,凋落物去除不影响未断根样方中土壤呼吸,但是在断根样方中,凋落物去除显著降低土壤呼吸14.4%,断根对未凋落物去除样方中土壤呼吸无影响,但是在凋落物去除的样方中,断根减少土壤呼吸14.8%。此外,在针叶林中,凋落物去除削弱断根对土壤呼吸的负效应,断根也削弱凋落物去除对土壤呼吸的负效应,这是因为针叶林中土壤有机碳含量和微生物生物量较多,地上和地下碳源的缺失会加速微生物对土壤碳库的矿化作用,产生额外的碳释放;在阔叶林中土壤有机碳含量和微生物生物量较少,两种碳源的缺失加剧微生物群落真细菌比的降低,导致凋落物去除和断根互相加剧对土壤呼吸的负效应,使得土壤碳释放进一步减少。综合三种森林类型,微生物生物量碳主导了土壤呼吸的变化。分别对每个森林类型进行分析,在针叶林中,土壤呼吸受微生物生物量碳和土壤温度共同调控;在针阔林中,土壤呼吸的变化受微生物生物量碳主导;但在土壤有机碳含量和微生物生物量相对匮乏的阔叶林中,土壤呼吸受微生物群落结构（真细菌比值）调控,这是微生物适应环境的结果。该研究表明土壤呼吸在不同森林类型中的变化主要由微生物群落调控,强调微生物会针对不同森林生态系统做出相应的适应或反馈机制,进而调节土壤碳释放。本研究通过量化三种森林类型凋落物变化对土壤呼吸的影响,从机制上深入探讨了土壤碳释放对碳输入变化的响应机理。此外,在不同森林类型中地上和地下碳源的缺失会分别增加和削弱土壤碳矿化潜力,这将会增强土壤碳释放对碳输入变化响应的不确定性。本研究证明在区域和全球范围内量化碳输入变化对土壤呼吸的影响需要考虑森林类型的差异,这将有助于更准确地模拟和预测陆地碳循环的响应规律和机理。