工业的快速发展和农业含氮化肥的大量施用，导致大气氮沉降迅速增加。过多的沉降氮会对森林生态系统产生一系列的影响。土壤含氮气体(N2O、NO和N2)及其比例关系的测定，对于理解森林生态系统如何响应氮沉降具有指示性作用。受测定方法的局限性，目前量化森林土壤N2释放及其与其他气体的比例关系存在很大的不确定性。另外，对森林土壤N2释放的其他过程的研究也非常缺乏。　　本研究以新建立的15N2气体分析系统为基础，对森林土壤进行了野外原位和室内15N标记培养实验，测定土壤N2和N2O释放;并利用16S rRNA基因测序技术检测森林土壤厌氧氨氧化细菌。取得的主要研究结果如下:　　1)建立起的15N2气体测定系统分析精度为0.11‰δ15N，最低N2通量检测限为0.14ng N g-1干土h-1或0.79μg15N m-2 h-1。该套分析系统仅需500μL样品量，9分钟内完成整个分析。　　2)通过对我国东北地区1个温带森林（混交林）土壤进行原位15N-NO3-标记，研究不同自然水分梯度下土壤N2和N2O释放及其影响因子。结果显示，N2和N2O释放随土壤湿度的增加而增加，而N2O/(N2+N2O)比值出现下降趋势。权重分析结果显示土壤N2O仅贡献了12％的总气态氮(N2+N2O)释放。相关分析结果表明，水分和铵态氮含量是影响土壤N2和N2O释放的主要环境因子。基于N2O/(N2+N2O)比值和年均N2O释放通量，估测出该森林生态系统水平上土壤N2释放通量为2.93kg N ha-1yr-1，这表明N2O/(N2+ N2O)与N2O通量结合法是一种潜在的方法从生态系统水平上去量化特定森林土壤N2释放。　　3)对我国东北地区2个温带森林（混交林和落叶松林）土壤进行室内15N标记添加培养实验，并结合16S rRNA基因测序和定量PCR技术，研究厌氧氨氧化过程是否在森林土壤中发生及有关的厌氧氨氧化细菌。研究表明，森林土壤存在厌氧氨氧化过程，主要在混交林发生。沿着土壤剖面(0～40cm)，厌氧氨氧化与协同反硝化作用共同的N2释放速率为0.01±0.01～1.2±0.18nmol N g-1干土h-1，贡献了总N2释放的0.5％～14.4％;反硝化作用依然是主要的N2产生途径，对总N2释放的贡献为85.6％～99.5％。15N-NH4+和15N-NO2-标记实验结果表明协同反硝化作用在混交林土壤中发生。厌氧氨氧化和协同反硝化作用在土壤剖面对总N2释放的贡献分别是1.1±0.2％～6.6±2.2％和1.8±0.8％～12.4±3.6％。基因测序结果显示两种厌氧氨氧化细菌Candidatus Brocadia fulgida和Candidatus Jettenia asiatica被检测到，但功能基因hzsB基因丰度非常低。研究还发现，土壤水分、有机质和硝态氮含量是影响厌氧氨氧化和协同反硝化作用N2释放的主要环境因子。　　4)通过对我国南北气候区不同森林土壤进行15N-NO3-室内标记实验，研究不同气候区域森林土壤N2和N2O释放。研究发现，温带森林表层土壤N2和N2O释放高于热带/亚热带森林不同层次土壤;温带森林土壤剖面N2O/(N2+N2O)比值均低于热带森林。低浓度15NO3-处理下，沿着土壤剖面(0～40cm)温带森林土壤N2和N2O释放均呈下降趋势，速率分别是11.1±2.0～39.5±6.7和12.3土1.0～112.1±16.2ng N g-1 h-1;热带/亚热带森林土壤N2出现倒V型分布，N2O释放呈下降趋势，速率分别为12.8±4.3～24.7±15.1和14.2±1.8～44.1±6.8ng N g-1 h-1;热带/亚热带和温带森林土壤N2O/(N2+N2O)均呈下降趋势，变化范围分别为0.67±0.07～0.78±0.06和0.57±0.07～0.72±0.03。高浓度NO3-处理均在一定程度上增加热带/亚热带和温带土壤N2和N2O释放，但是显著促进温带森林表层土壤N2释放(305.8ng N g-1 h-1)和热带/亚热带森林土壤N2O释放(36～87ngN g-1 h-1)，尤其是反硝化作用产生的。另外，研究发现森林土壤N2和N2O释放在热带/亚热带区域和温带区域受到不同的影响因子作用。