人类活动（如化石燃料燃烧等）的加剧使得大气氮沉降在过去的一个世纪增加了3-5倍，持续的大气氮沉降增加对全球碳循环将产生深远的影响。作为陆地生态系统碳循环的重要过程，土壤呼吸(soil respiration)以及生态系统呼吸(ecosystem respiration)对氮沉降增加的响应也受到科学家的广泛关注。然而，土壤呼吸和生态系统呼吸对氮沉降的响应在不同的生物区系中并不一致，而且随着研究持续时间而变化。目前，在草地生态系统中，还缺乏氮添加对土壤呼吸和生态系统呼吸的长期影响及其机制的研究。　　草地是地球表面最重要的生物区系之一，约占全球陆地植被面积的40％，刈割是草地生态系统最主要的土地利用方式。然而，刈割及其与氮沉降的交互作用对土壤呼吸和生态系统呼吸的长期影响及其机制尚缺乏系统的研究。本研究利用长期控制实验（2005-2016年）的研究手段，对氮素添加与刈割如何影响草地生态系统土壤呼吸和生态系统呼吸进行了系统研究。取得的主要结论如下:　　(1)12年的氮添加和刈割对土壤呼吸的影响并不相同，氮添加使得土壤呼吸显著降低了12.00％，刈割使土壤呼吸增加了10.41％。刈割与氮添加对土壤呼吸的效应不存在交互作用。氮添加和刈割对土壤呼吸的效应都随着处理时间变化，显著的效应从第三年才开始出现，并在后期逐渐增强，长期效应与短期效应不同。　　(2)结构方程模型(SEM)和相关分析结果显示，处理对土壤呼吸的效应及该效应的时间变化主要由植物群落组成调控。本研究区域有两个重要功能群，即禾草(Grass)和非禾本科草本植物(Forb)。而相比于Grass斑块，Forb斑块的土壤呼吸速率更高，这是因为Forb物种具有更易分解的凋落物以及更高的光合能力。氮添加使得Forb功能群盖度降低，而Grass功能群盖度增加，导致土壤呼吸降低;反之，刈割促进了Forb功能群盖度，从而显著提高了土壤呼吸。　　(3)氮添加使得生态系统呼吸在12年中平均提高了11.86％，而刈割对其并无显著效应。生态系统呼吸的不同组分，即土壤呼吸和地上部分植物呼吸对氮添加和刈割均表现出相反的响应，在长期氮添加条件下，地上部分植物呼吸的增加大于土壤呼吸的降低程度，从而导致生态系统呼吸的提高。而在刈割条件下，增加的土壤呼吸与降低的地上部分植物呼吸抵消，所以刈割对生态系统呼吸的影响并不显著。　　(4)生态系统呼吸不同组分的调控因素是不同的。结构方程模型结果表明，土壤呼吸主要由植物群落组成和土壤pH调控，而地上部分植物呼吸主要通过地上生物量和植物群落组成调控。植物功能群对地上和地下呼吸作用的调控机制并不一致。因此，在预测未来碳收支对全球变化响应的同时，应当将生态系统呼吸不同组分响应的复杂性考虑在内。　　(5)土壤呼吸和生态系统呼吸的季节动态类似，均呈现出生长季中期高而前期和后期较低的单峰模式，土壤微气候与二者的季节动态具有显著的相关关系。土壤呼吸与生态系统呼吸的比值(Rs/Reco)在生长季后期显著高于生长季前期和中期。生态系统呼吸的年际变化主要是植物群落盖度控制，土壤呼吸的年际变化是由土壤水分调控。生长季总降雨量与土壤呼吸的年均值并无显著的相关关系，而生长季降雨频度和季节分配对土壤呼吸的年际动态具有较高的解释度。说明在该半干旱区域，降雨格局在调控土壤呼吸年际动态过程中比降雨量具有更重要的作用。　　(6)土壤呼吸的温度敏感性(Q10)存在显著的年际变化，主要是由土壤水分和生态系统总生产力调控，而非土壤温度。刈割对Q10并无显著影响，而氮添加显著促进了Q10，使其增加了12.58％。