全球变化表现在氮(N)沉降增加和大气二氧化碳(CO2)浓度升高等诸多方面，对生态系统碳(C)、N循环产生重要影响。氮元素是温带森林生态系统植物生长的重要限制元素，是控制温带森林生态系统对全球变化响应的重要因子之一。土壤N循环主要是由微生物驱动的，全球变化通过改变土壤的理化性质、植物净生产力及C分配、根际与土壤相互作用等影响微生物，从而影响氮循环。另外，土壤氮循环的变化也会对全球变化产生反馈作用。目前，对于森林生态系统植物-土壤-微生物C、N循环如何响应全球变化仍缺乏全面系统的理解。本研究以长白山温带阔叶红松林连续多年的施氮控制模拟实验和开顶箱CO2熏蒸实验平台为依托，利用13C、15N稳定同位素技术结合相关的N循环模型(F LUAZ模型)研究全球变化对森林生态系统土壤C、N循环过程以及温室气体甲烷(CH4)、CO2、氧化亚氮(N2O)释放等生物地球化学过程的影响。同时，利用磷脂脂肪酸(PLFA)分析微生物群落结构变化，定量PCR技术分析与C、N循环过程相关的功能基因，揭示全球变化两个重要因素（氮沉降增加和CO2升高）影响土壤C、N循环的内在机制，主要结果如下:　　(1)连续6年的N添加显著增加了土壤有机C(SOC)、土壤总N(TN)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)含量;对土壤可溶性有机碳(DOC)和微生物量C、N含量没有产生影响，但是增加了微生物C/N。同时，N添加导致土壤pH的降低。土壤理化和微生物性质的改变对微生物主导的不同N循环过程产生不同的影响。室内培养实验结果表明N添加处理条件下，增加的SOC以及微生物C需求促进总N矿化;增加的NH4+有利于微生物对NH4+的固持，降低对NO3-的固持。高的N可利用性促进微生物的N固持，有利于再矿化速率的增加。同时，pH的降低抑制了硝化过程。　　(2)连续10年的CO2熏蒸没有造成土壤SOC、TN含量、pH以及土壤质地等理化性质的改变，但促进了土壤和植物叶片C/N的增加。研究结果表明CO2升高促进了植物光合作用、增加了碳同化，并且增加了碳同化过程中13C同位素的分馏作用，导致叶片的δ13C显著降低。CO2升高增加土壤C输入，促进微生物量的增加，改变了微生物群落结构。CO2升高增加了丛枝真菌和放线菌的比例，促进有机质分解，增加土壤CO2的累积释放量，而且土壤C输入和有机质分解的提升共同促进土壤DOC的增加。CO2升高条件下，增加的土壤C输入和微生物量促进总N矿化，导致微生物15N的积累和土壤DON的增加。CO2升高提升了硝化速率，并在一定程度上促进土壤NO3-和N2O累积释放量的增加。CO2升高条件下，增加的甲烷氧化菌促进CH4累积吸收量的增加。CO2升高条件下，增加的微生物量和总N矿化增加了N H4+的可利用性，从而在一定程度上促进了微生物N固持，并且有利于再矿化过程的增加。CO2升高显著增加了累积全球增温潜能(GWP)，增加的土壤CO2累积释放量是主要的贡献者，而增加的CH4累积吸收量与增加的N2O累积释放量所造成的GWP相互抵消。　　(3) CO2升高条件下植物叶片的C/N升高，表明植物生长受到潜在的N限制，但是CO2升高没有改变微生物C/N，而且微生物N有增加的趋势，表明相对于植物，微生物对N的竞争利用有更大的优势。微生物N、植物N和NH4+的季节动态变化表明CO2升高条件下造成生态系统进一步的N限制。由于受到土壤可利用性N限制，CO2升高条件下氨氧化细菌(AOB)和反硝化细菌的数量没有发生显著的改变。同时仅在生长季末期（9月份）CO2升高显著促进了固氮细菌和氨氧化古菌(AOA)的增加。　　本研究表明未来全球氮沉降增加和大气CO2浓度升高背景下，增加的生态系统C、N输入通过改变植物和土壤学性质，将会对微生物产生重要影响，从而改变土壤N循环过程，影响生态系统结构和功能的稳定性，对全球变化产生进一步的反馈影响。