伴随着工业革命的发展,大量化石燃料的燃烧、农业化肥施加量的增加以及畜牧业的蓬勃发展,大气中活性氮(NOx,NO,N2O,NH3)的含量越来越高,这些活性氮进入到大气以后经过一系列的化学反应以氮沉降的方式再次回到地面。氮沉降所输入陆地生态系统的氮含量远远超过了陆地生态系统的需求,从而带来了一系列的负面影响。目前我国已经成为了全球第三大氮沉降区,并且在未来几十年这种趋势还会不断加剧。由于土壤中的活性磷含量较低且容易被固定,从而导致了大量的磷无法被植物体有效利用,造成植物体受到了低磷胁迫。有研究表明在氮沉降的环境下植物体所受到的低磷胁迫更为严重,然而我国对氮沉降下低磷胁迫的研究涉猎甚少。杉木(Cunninghamialanceolata)是我国南方特有的优质速生用材树种之一,在浙江大量分布,并且浙江为我国林业大省,因此在浙江开展氮沉降和磷添加对杉木林的实验研究,既可以弥补我国有关氮沉降和低磷胁迫对森林生态系统研究的不足,又可以为我国乃至亚热带地区进一步开展氮沉降和低磷胁迫研究打下基础。本实验以10年龄杉木为研究对象,共设置9个处理水平:对照处理组(CK),低氮(LN-N30:30 kg·ha-1·a-1),高氮(HN-N60:60 kg·ha-1·a-1),低磷(LP-P20:20 mg·kg-1),高磷(HP-P40:40 mg·kg-1),低氮低磷(LNLP-N30+P20),低氮高磷(LN-HPN30+P40),高氮低磷(HNLP-N60+P20),高氮高磷(HNHP-N60+P40),研究氮沉降下磷添加对杉木土壤呼吸以及土壤理化性质的影响。主要研究结果如下:(1)杉木土壤呼吸存在明显的季节性变化,氮沉降和磷添加以及其复合处理并没有改变其杉木土壤呼吸的季节性变化趋势,土壤温、湿度是影响土壤呼吸的决定性因素(P<0.05)。土壤温度与土壤湿度之间的交互作用更好地介绍了土壤呼吸的变化。氮磷添加改变了土壤呼吸的温度敏感性,其Q10值表现为LNLP(3.626)>HNHP(3.422)>HNLP(3.393)>LNHP(3.355)>LP(3.542)>HP(3.501)>C K(3.18)=HN(3.18)>LN(3.087)。(2)氮沉降显著促进了杉木土壤呼吸作用(P<0.05),各处理均在夏季达到最高值,CK处理为4.04±0.658μmol·m2·s-1、LN处理为6.66±0.273μmol·m2·s-1、HN处理为7.2±0.21μmol·m2·s-1;在冬季达到最低值,CK处理为0.31±0.015μmol·m2·s-1、LN处理为0.66±0.05μmol·m2·s-1、HN处理为0.52±0.015μmol·m2·s-1。氮沉降处理提高了土壤碱解氮、微生物生物量碳含量,降低了微生物生物量氮含量,并且土壤呼吸与土壤微生物生物量碳呈极显著正相关(P<0.01),与微生物生物量氮呈显著正相关(P<0.05),与土壤有效氮呈显著负相关(P<0.05)。(3)磷添加处理显著促进了杉木土壤呼吸作用(P<0.05),各处理均在夏季达到最高值,CK处理为4.04±0.658μmol·m2·s-1、LP处理为7.5±0.15μmol·m2·s-1、HP处理为7.16±0.291μmol·m2·s-1;在冬季达到最低值,CK处理为0.31±0.015μmol·m2·s-1、LP处理为0.53±0.015μmol·m2·s-1、HP处理为0.53±0.01μmol·m2·s-1。磷添加处理提高了土壤有效磷、碱解氮、有机碳和微生物生物量碳含量,降低了土壤微生物生物量氮含量,并且土壤呼吸与土壤有效磷、有机碳和微生物碳、氮以及碳氮比呈极显著正相关(P<0.01)。(4)氮、磷复合处理显著促进了杉木土壤呼吸作用(P<0.05),各处理均在夏季达到最高值,LNLP处理为9.15±0.612μmol·m2·s-1、LNHP处理为6.27±0.214μmol·m2·s-1、HNLP处理为8.58±0.8μmol·m2·s-1、HNHP处理为5.63±0.041μmol·m2·s-1,在冬季达到最低值LNLP处理为0.6±0.01μmol·m2·s-1、LNHP处理为0.46±0.042μmol·m2·s-1、HNLP处理为0.61±0.055μmol·m2·s-1、HNHP处理为0.48±0.01μmol·m2·s-1。LN处理下添加磷,提高了土壤有效磷、碱解氮、有机碳和微生物量碳、氮含量,并且土壤呼吸与土壤有效磷、有机碳、微生物生物量碳、氮呈极显著正相关(P<0.01);HN处理下添加磷,提高了土壤有效磷、微生物生物量碳、氮含量,并且土壤呼吸与土壤有效磷、微生物生物量碳呈极显著正相关(P<0.01)。综上所述,氮沉降和磷添加处理促进了杉木土壤呼吸作用,并改变了其土壤理化性质。土壤呼吸的改变是土壤理化性质以及各环境因子相互作用的结果。