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全球气候变化对降雨格局的影响下，土壤干湿交替现象在诸多生态系统中日益突出。由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量，是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。本研究依托中国生态系统研究网络，采集不同生态系统土样进行室内多重干湿交替实验和不同干旱持续时间－再湿润实验，对比探讨不同生态系统土壤干湿交替对碳、氮矿化和温室气体释放的影响模式；同时野外定位研究自然干湿交替过程中不同森林土壤微生物量和呼吸的变化。主要的结果如下：
(1)随着干湿交替频率的增加，再湿润阶段CO2的释放速率减小。草原土壤中，2循环、5循环、7循环和14循环处理中CO2的平均释放速率比值为2.92:2.16；2.03：1.43，森林、农田和荒漠土壤CO2的释放速率表现出相似的响应模式。干湿交替处理也同样激发了N2O的释放速率和释放量。不同土壤中N2O释放对干湿交替频率的响应模式存在一定的差异。
(2)干湿交替处理能够激发土壤酶活性，并且随着干湿交替的频率增加，β-葡糖苷酶和纤维素酶活性增强。虽然土壤中纤维素酶活性低于β-葡糖苷酶活性，但是干湿交替处理更有利于激发纤维素酶活性。14－循环处理中，森林、草地、农田和荒漠土壤纤维素酶活性，较之于恒湿处理，分别增加了706.21％、264.34％、158.59％和376.60％。β-葡糖苷酶活性分别增加了170.23％、73.16％、112.76％和136.51％。
(3)干湿交替对土壤可溶性NH4+浓度没有影响。土壤可溶性NO3-库对干湿交替的响应较为显著，干湿处理都提高了土壤中可溶性NO3-浓度，并且随着干湿交替的频率增强，其浓度也随之增高。
(4)随着持续干旱时间的增长，土壤中可溶性有机碳的含量增加，四种森林土壤40天干旱处理中土壤可溶性有机碳含量较之于10天干旱处理增加了2.2－3.5倍；干旱土壤中微生物量碳和氮的含量随之递减，四种森林土壤都表现出同样的响应模式。
(5)自然降雨条件下，东灵山四种典型森林土壤呼吸对降雨的响应强度依次为：华北落叶松林>落叶阔叶混交林>桦树林>油松林。降雨量越大，土壤呼吸的释放速率和呼吸墒越大。如当降雨量从22mm变为12mm，油松林土壤呼吸和土壤呼吸墒分别减少了76.69％和59.2％。