氮沉降已经成为全球面临的重大环境问题之一，探讨氮沉降对土壤温室气体排放的影响对于全球变化研究和计算全球温室气体收支平衡具有重要意义。卫星遥感技术可以监测全球尺度主要温室气体的变化，具有覆盖广和高时空分辨率的特点，为土壤温室气体排放估算提供重要信息。但由于目前多个卫星传感器在参数设置、反演方法等方面存在不同，造成了温室气体观测结果存在差异，在研究中选择合适的遥感数据仍需进一步研究探索。同时，氮沉降对土壤温室气体排放的作用受到观测时间、空间和其他因素的影响，差异较大，需要基于大量的受控实验探讨其影响规律。因此，如何利用大气环境遥感提供的温室气体空间信息，并整合现有主要站点实验研究成果，综合评估氮沉降对土壤主要温室气体排放的影响就具有重要意义。　　针对以上科学问题，本研究首先利用地基观测数据验证比较分析了各传感器观测数据的适用性，选择适合于土壤温室气体排放研究的大气环境遥感数据。其次，收集氮添加模拟实验数据，通过Meta分析方法整合研究结果，评价氮对土壤主要温室气体通量的影响。最后，利用卫星遥感数据，结合气象数据和氮添加模拟实验的整合分析结果，建立多元回归模型，对土壤CO2和CH4排放进行估算，综合评价氮沉降对全球主要温室气体排放的影响。主要研究结果如下:　　(1)综合对比AIRS、SCIAMACHY和GOSAT传感器反演的CO2柱浓度在时空分辨率、反演精度和覆盖率的空间分布的特点，结果表明SCIAMACHY反演的CO2柱浓度在反映陆地生态系统大气CO2浓度变化上更具有优势。同时，与IBIS估算的全球土壤CO2排放的比较分析也表明SCIAMACHY的CO2柱浓度能够在一定程度上反映全球的土壤CO2排放，可用于全球土壤CO2排放的估算模型。对于土壤排放的CH4，AIRS反演结果的系统稳定性和与站点数据的一致性均优于SCIAMACHY和GOSAT，能够较好地反映全球大气CH4浓度的时空变化特征。　　(2)元数据分析表明，氮添加对土壤CO2的排放具有明显的促进作用;氮添加在各个生态系统中对CO2排放均表现出促进作用，促进作用从大到小依次是湿地、农田、草地、森林。不同的氮添加类型中，除urea+NH4NO3（尿素+NH4NO3）外均表现出对土壤CO2排放起促进作用，且酰胺态氮（尿素）和铵态氮的促进作用大于硝态氮的促进作用。　　氮对水分非饱和土壤CH4的吸收具有明显的抑制作用，且随着氮添加量的增加抑制作用逐渐增强，在150～200kgN hm-2yr-1达到最大。氮在各个生态系统中对土壤CH4吸收均表现出抑制作用，抑制作用从大到小依次是农田、森林、草地，在不同生态系统间差异显著。不同的氮添加类型中，铵态氮、NH4NO3、硝态氮以及尿素对土壤CH4的吸收具有明显的抑制作用，铵态氮的抑制作用最大。与旱地研究结果不同，氮对湿地CH4排放的促进作用显著。不同氮添加量对土壤CH4的排放虽然均表现出促进作用，但是其促进作用的大小与氮添加总量没有明显的规律;自然湿地中氮对CH4排放的促进作用大于稻田。不同的氮添加类型中，尿素、铵态氮和NH4NO3三组的土壤CH4排放均显示出一定的促进作用。　　(3)根据氮添加对土壤CO2和CH4收支的影响机理，耦合全球气象数据、SCIAMACHY反演的CO2柱浓度数据（AIRS反演的CH4柱浓度数据）、以及氮沉降数据分别建立全球森林、草地的土壤CO2排放和湿地CH4排放的多元线性回归估算模型。模型验证精度达到75.8％、72.7％和72.7％。森林和草地年际变化均表现出上升的趋势，森林、草地多年平均土壤呼吸分别为36.50Pg C yr-1和29.67PgC yr-1。土壤呼吸通量的年均值和氮沉降通量空间对比分布也表明二者具有一定的一致性。在同一气候情景下，2003至2009年草地上的大气氮沉降总量减少0.29Tg，其对应的土壤呼吸量减少0.04Pg;森林上空的2003至2009年大气氮沉降变化与草地上空相反，氮沉降量增加了0.17Tg，对应的土壤呼吸则增加了0.01Pg。目然湿地CH4排放量也表现出上升趋势，最大增长率出现在2007年，达到38.21Tg yr-1。全球自然湿地的2003至2009年多年平均CH4排放为231.54Tg yr-1。在同一气候情景下，全球自然湿地的大气氮沉降总量从2003年至2009年减少了0.14Tg，对应的CH4排放则减少了0.26Tg。　　本研究扩展了大气环境遥感的应用领域，研究结果为全球CO2和CH4的收支平衡提供了科学依据，在一定程度上促进了全球变化研究。