大气氮沉降的增加，改变了土壤理化性质，间接影响生态系统碳循环，进而影响全球气候变化。土壤氮和水分有效性是干旱半干旱区生态系统的重要限制因子。2007年IPCC第4次评估报告指出，未来降水格局具有不确定性，降水量变化会直接影响土壤水分状况，从而影响土壤氮素有效性和氮循环速率。凋落物分解释放大量碳到大气中，影响土壤养分含量，是森林生态系统的重要过程。然而，目前有关分解的研究大多集中于叶凋落物，而仅有2％的研究关注细根分解。细根占据凋落物总量的41％，在森林生态系统碳循环中起到重要作用。此外，目前关于氮沉降和降水量变化对细根生产和分解等方面的研究还存在很大的局限性，特别是干旱半干旱森林生态系统，还有待深入研究。本研究以科尔沁沙地樟子松人工林为研究对象，通过野外氮添加方式(10g N·m-2·a-1)，模拟氮沉降对半干旱区科尔沁沙地樟子松人工林细根生物量、周转和分解初期的影响;采用室内培养方式，通过设计4种土壤含水量水平（对照（20％田间持水量）、40％田间持水量、60％田间持水量、80％田间持水量）来研究降水量变化对半干旱区沙地樟子松人工林细根分解及土壤氮矿化速率的影响。研究结果如下:　　(1)与对照样地(389.5g·m-2)相比，氮添加降低了樟子松细根生物量(0-2mm;351g·m-2)，减少了细根死亡量，降低了周转速率，增加了细根寿命。细根生物量与土壤氮有效性呈显著正相关性，随着土层增加，氮有效性降低，细根生物量减少。对照样地内活细根60％分布在0-40cm土层，粗根(＞2mm)主要分布在10-40cm土层;施肥样地各土层细根生物量分布均匀。随着土层深度增加，死根增多，细根周转率加快。樟子松细根生长有明显的季节性，活细根生物量峰值主要出现在5月、7月，呈现双峰型生长。死根生物量主要出现6月、8月和9月。细根生产、周转与土壤环境和养分之间存在显著地相关性。单从因子上看，土壤水分和N含量显著影响细根生物量。各土层细根与土壤有效资源的相关性体现了细根功能的差异。　　(2)氮沉降增加樟子松林表层土壤有机碳、N含量，降低了土壤表层pH和C∶N。分解2年，氮添加抑制小径级(0-0.5mm)细根分解，氮添加先促进后抑制大径级(0.5-2mm)细根分解。大径级（0.5-2mm）细根分解速率快于小径级(0-0.5mm)。樟子松细根分解过程中，C、P、Mg呈释放模式，不受施肥影响;N呈富集-释放模式。氮添加改变了土壤环境和细根化学组成，增加了根系碳和氮含量，降低了分解速率，是施肥后土壤内TOC和TN增加的主要原因。0-0.5mm细根是土壤有机质的重要来源。　　(3)氮添加增加了半干旱区木质素酶活性（过氧化物酶和酚氧化物酶），降低了纤维素酶活性（外切葡聚糖酶）。随着分解时间的延长，分解樟子松细根的酶活性降低。7月份酶活性高，10月份酶活性低，季节性降水是影响酶活性的主要因素。　　(4)在半干旱区，水分因子是限制樟子松酶活性主要因子。在半干旱区40％田间持水率能够促进细根分解和养分释放，增加土壤净氮矿化速率和土壤呼吸。氮添加和适当土壤水分增加(40％)促进了半干旱区细根分解，而过量的土壤水分含量(80％)，则会抑制细根分解。土壤水分可改变细根分解过程中碳组分及氮分解模式，改变微生物活性，进而影响细根分解速率。　　该研究结果对于认识沙地樟子松森林生态系统生产力的机制，了解沙地樟子松生态系统养分循环过程以及生产力维持机制具有重要意义。该结果有助于了解半干旱地区沙地人工造林后土壤物理和化学性质的演变，对于沙地生态系统人工植被的恢复具有重要的实践意义。