土壤气态氮损失是森林生态系统氮循环十分重要也是研究相对缺乏的过程。由于具有较快的物质循环速率,热带森林是全球气态氮损失重要的源。之前关于气态氮损失的研究主要集中于土壤氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO),而对于土壤氮气(N2)的损失及微生物过程对土壤氮气体损失的贡献研究则相对较少。另外,全球气候变化,特别是氮沉降的增加,会增加森林土壤可利用性氮含量,促进森林生态系统氮循环,进而可能会促进森林生态系统土壤气态氮的损失。然而,目前关于土壤氮气的损失及土壤氮气体的微生物贡献对氮沉降的响应仍然了解的比较少。本文通过实验室培养实验,并结合乙炔抑制法和15N同位素标记法,研究了海南尖峰岭热带山地雨林两种森林类型(原始林和次生林)土壤气态氮损失及其对长期模拟氮沉降的响应,并从微生物角度阐明了土壤气态氮损失对氮沉降的响应机制。研究结果主要如下:1.尖峰岭热带山地雨林土壤气态氮的损失是受森林类型、季节变化和土壤水分含量等多因素共同控制的,通常次生林土壤气态氮损失速率大于原始林土壤气态氮损失速率,雨季土壤气态氮的损失速率大于旱季土壤气态氮损失速率,但是均不存在显著性差异,这可能是由于在次生林和雨季,物质含量快,微生物的活性高,导致气态氮的损失速率较大。同时,在自然水分条件下,土壤气态氮的损失速率相对较小,N2O和N2损失速率分别为-0.004-0.03n mol N h-1g-1和0-0.022n mol N h-1g-1;2ml水分添加后,N2O和N2的损失速率分别急剧地增加70倍和40倍以上,这可能是水分的添加显著地促进了微生物的活性并加速了无机氮素在土壤中的扩散,改变了微生物过程对气态氮损失的贡献。2.实验室有氧培养实验发现,在有氧条件下,氮添加并没有显著促进两种森林土壤N2O和N2的损失速率,也没有改变N2O/(N2+N2O)的比值。可是,在厌氧条件下,两种森林土壤气态氮损失对氮添加的响应存在差异。随着氮添加的增加,次生林土壤N2O损失速率显著减少,N2的损失速率显著上升,这可能是由于氮添加促进了土壤反硝化作用将N2O进一步还原为N2,而原始林土壤气态氮损失却没有发现这种现象。3.在厌氧条件下,我们通过15N标记实验研究土壤微生物过程对气态氮损失的贡献及其对氮添加的响应发现,土壤反硝化作用贡献了39-58%的N2O产生,然而这种贡献率随着氮添加的增加而降低。相反,共反硝化和异养硝化作用对N2O损失贡献率(42-61%)随着氮添加的增加而增加。另外,土壤N2的损失主要受反硝化作用(98-100%)的贡献,而厌氧氨氧化和共反硝化作用对N2的损失相对较少(0-2%)。并且,这些微生物对N2的贡献不随氮添加而发生改变。我们的研究结果表明,尖峰岭热带山地雨林经过6年的氮添加处理,土壤气态氮产生的微生物过程发生了显著的变化。4.同时,我们对比了本文采用的两种实验方法(15N标记实验和C2H2抑制实验)测定的土壤N气体损失速率后发现,采用15N同位素标记法测定的土壤气态氮损失速率是乙炔抑制法测定值的1.2-3.5倍。一方面,这可能是由于乙炔抑制法抑制的不完全性导致测定的结果偏低;另一方面,也可能是由于15N同位素标记法计算过程中存在的系统误差使得计算结果偏高。这说明了15N同位素标记法与乙炔抑制法在测定土壤气态氮的损失速率中均存在各自的优点和缺点,在实际问题时,我们应该综合考虑两种方法的具体应用。