1.1研究背景与意义
近几十年来，由于人类社会工业和农业不断发展，对氮元素的需求和使用量也迅速增加。氮元素的排放大大增加，氮沉降也随之增加。氮沉降是生物地球化学循环的重要环节，指包括氧化态( NOy ) 和还原态( NHx ) 的活性氮通过干、湿沉降两种方式从大气中移除并降落到地表的过程对全球生态系统有重要影响[1]。氮元素是是植物最重要的矿质元素之一，对植物生长发育有重要影响，通过凋落物降解、土壤微生物等方式参与生物地球化学循环[2]。据估测，大气氮沉降速率由1986 年的 34 Tg N·a－1 增至 1995 年的 100 Tg N·a－1 ，预计21世纪 50 年代将达到 200 Tg N·a－1。大气氮沉降是全球变化重大问题之一，其引发的一系列环境问题已成为当前国际生态学研究的热点。
1.2固氮形式
空气中的氮元素主要以氮气（N2）的形式存在，氮气性质稳定不活泼，不易直接被植物利用。氮气主要通过土壤中的固氮微生物将氮气固定为含氮化合物供给植物利用[3]。据研究，固氮微生物种类主要为两种，一种是以圆褐固氮菌为代表的能够独立固氮的微生物种类；另外一种是与植物共生进行固氮的微生物。[4] 在土壤中，固氮菌常与植物为共生关系，分为两种类型，一类是豆科植物与根瘤菌共生形成根瘤就行生物固氮；另一种是非豆科植物根系与真菌形成菌根参与生物固氮[5]。固氮菌中含有固氮酶，是由钼铁蛋白和铁蛋白组成，只有这两种蛋白结合时才具有活性，进行固氮，单独存在使没有活性。固氮需要在无氧条件下进行，而固氮过程需要ATP，需要进行呼吸作用供应；因此关于固氮菌进行生物固氮的机理还需要进一步探索。[6, 7]生物固氮是生态系统的氮元素参与循环的重要途径，全球生物固氮的量巨大，据统计，陆地生态系统生物固氮量9x10^13g左右，工业固氮在大约在1.4times;10^14g左右[4]。因此可见，土壤微生物对土壤元素的生物地球化学循环有重要意义。
1.3氮沉降对森林生态系统的影响
氮沉降可以影响土壤的酸度、化学元素含量、土壤酶的活性、植物多样性等因素。目前的研究中，氮沉降可以引起土壤酸化，引起土壤中化学元素比例发生变化，影响植物生长。在对温带落叶松的叶片中各元素含量进行分析发现，氮添加可以增加植物器官中氮元素的含量，从而影响C/N比与N/P比，但对C/P比的影响不大。而在热带成熟林中，高含量的氮并没有明显改变植物器官各元素的含量，可能与该生态系统中氮元素达到饱和以及植物的自我调整有关。相对于林下层植物，乔木对氮沉降敏感度较低。特别是在热带与亚热带地区，氮添加显著增加了林下层植物的多样性。在已有的研究中，氮沉降对土壤微生物群落结构的影响结果，大部分表现为会减少土壤微生物，但也有部分实验表明氮沉降会增加土壤微生物数量，以及对土壤微生物群落结构无影响。[8]造成这几种差异的原因可能有季节影响、氮沉降水平、不同微生物对氮沉降敏感程度以及不同种类的森林生态系统等。由此可见，氮沉降对森林生态系统的影响是多方面的。
杨树是我国的主要造林树种之一，用途较为广泛。截止2015年，我国杨树人工林面积已经超过1亿亩，居世界第一位。在江苏省，杨树为主要的造林树种，杨树面积超过一半，带来巨大经济效益与生态效益。因此，研究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落结构的影响，有望解决全球氮元素排放对生态系统带来的影响以及便于生产和我国林业发展。
2国内外研究进展
2.1短期氮沉降对南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落结构的影响
