氮,通常作为温带森林生态系统的主要限制因子之一,决定着生态系统生产力的高低。然而自工业革命以来,由于人类活动越发频繁,大量的氮素以干、湿沉降的形式输入到森林生态系统中,对生态系统的氮素循环造成了极大的影响。而作为氮素储存与转化过程的重要载体,森林土壤也对高水平氮沉降产生了一系列的响应,其中包括各氮素转化过程的初级转化速率的变化以及某些特定转化过程中所产生的氧化亚氮(N2O)排放速率及其来源方式的改变。本实验选择我国小兴安岭地区的地带性顶极植被群落-典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林内的一块人工模拟氮沉降长达6年的实验样地,来探究氮沉降对土壤氮的初级转化速率以及N20的排放速率和来源方式的影响。结果表明,模拟氮沉降而进行的连续重复施加不同剂量的氮肥处理(N0, N30, N60, N120)并没有对森林土壤内的初级转化速率产生显著的影响。硝酸根的主要产生方式为铵根的氧化(即自养硝化),而土壤有机氮的氧化作用(即异养硝化)则可以忽略不计。各处理(N0, N30, N60, N120)之间的铵根氧化细菌(AOB)与铵根氧化真菌(AOA)的种群数量均没有显著差异,这可能是造成氮初级硝化速率对氮沉降没有显著响应的内在机制。在所有的土壤样品内,铵根的初级同化速率始终低于氮的初级矿化速率,这导致铵根的净矿化。而且,氮的初级硝化速率也都远高于硝酸根的总消耗速率,这造成硝酸根的大量积累,同时也表明氮通过硝酸根淋溶或氮氧化物气体排放等方式从土壤中流失的风险极高。N30处理的N2O的排放速率显著高于N0处理的速率(p<0.05),这与土壤中氮的可利用性以及微生物活性的差异有关。在产生的N2O总量中,有51.88-84.86%是通过反硝化过程产生,始终高于硝化过程贡献的比例,这表明反硝化过程是本实验所研究的弱酸性森林土壤中产生N2O的主要机制。土壤中硝化过程(等价于自养硝化)的氧化亚氮转化比例的范围在0.01%至0.10%之间,反硝化过程的氧化亚氮转化比例的范围在14.65%至25.75%之间,且与硝化过程中氧化亚氮转化比例的规律一致,均为NO> N120> N30> N60,这可能与土壤pH和有机物的相互作用有关。