地震与构造活动能够引起地下气体的释放。断裂带土壤气氡、汞、二氧化碳和氢气等气体被广泛应用于断层活动性与断层结构特征的研究上。目前,探讨介质中压力变化与断层土壤气间的关系是研究断层土壤气的主要技术手段之一。据悉,新疆呼图壁地下储气库自2013年建成以来,一直按照年循环的“注入/采出”模式运行,即在夏季注气,在冬季采气。储气库这一定期加压存储与减压释放气体的变化过程,为研究应力变化引起的土壤气变化问题提供了天然试验场。为此,本论文在呼图壁储气库开展了土壤气定期流动测量与定点连续测量,获取注采气过程中断层、储气库区及周边地区氡、汞、二氧化碳与氢气的气体浓度变化特征。利用与储气库注采气过程相关的气体组分的时空动态特征,结合区域地震地质、地震活动性、形变观测等资料,分析土壤气对重复的应力加卸载条件下的响应特征,其研究结果对气体地球化学在指导地震监测预测实践等具有重要意义。本文分析了储气库在2017年—2019年不同时段里六期土壤气流动测量中土壤气变化特征。研究结果表明,非储气库区土壤气浓度及其变化趋势都属于背景值特征,而储气库区内注气阶段观测到土壤气存在显著升高现象,特别是氢气与气汞,最大值分别是725.40ppm和187 ng·m^-3,远大于氢气、气汞的背景值25.17ppm和20ng·m^-3,而且两种气体的显著浓度高值地点位置较为一致。随着储气库内压力增加土壤气浓度也准同步升高,尤其在储气库内注采井周围地区高值特征尤为明显。这一特征显示氢气与气汞对应力应变反映灵敏。在流动观测的基础上,本文还探究了 2019年1月至2020年5月储气库定点连续观测土壤气氢气和氧化碳动态变化特征。研究结果表明,阿克苏地区的断层氢气不具有明显的年变周期性特征;但是,在储气库地区氢气和二氧化碳气体具有较好的年变响应特征,表明氢气对储气库注采气过程压力变化响应效果较好,而气氡测值响应变化则不明显。如2019年1月至2月,氢气浓度处于背景值附近波动,3月下旬,随着储气库用气量减少并开始注气,储气库内压力逐渐增大,氢气浓度则显著上升;7月—8月,储气库压力达到峰值后,储气库停止注气,此时氢气浓度达到最高值30.24ppm;此后,随着储气库压力不再增加,氢气浓度缓慢下降,逐渐降至背景值附近,2020年起重复上一年变化规律。本文的研究结果表明了储气库应力的变化引起了土壤气多组分浓度的变化,即应力增大导致部分土壤气浓度显著增大,当应力不再增加时,土壤气浓度缓慢恢复至背景值附近,同时土壤气氢气、汞可作为研究断层土壤气对应力应变响应变化的重要手段。本论文对认识不同压力状态下断层土壤气的变化特征,指导地震台站布设、震情跟踪以及异常落实等方面具有重要意义。