为了揭示杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林对全球变暖和氮沉降的地下响应,在福建省三明市陈大国有林场开展杉木幼苗土壤增温和氮添加双因子试验,试验采用完全随机设计,依据IPCC第五次评估报告对21世纪末全球地表平均增温的预测(IPCC,2013)和本研究区氮沉降背景值36 kg N·hm-2·a-1,设置对照(CT)、增温(W,+5℃)、低氮(LN,+40 kgN·hm-2·a-1)、高氮(HN,+80 kg N·hm-2.a-1)、增温低氮(WLN,+5℃,+40kgN·hn-2·a-1)、增温高氮(WHN,+5℃,+80kgN·hm-2·a-1)6个处理。采用微根管法观测细根生产量;内生长环法观测细根生长量、细根形态学特征(比根长、比表面积)、元素化学计量学指标(C、N、P、C/N、N/P)、细根代谢特征(细根比呼吸速率、非结构性碳水化合物)。结果表明:(1)土壤增温显著促进了细根总根长生产量,而氮添加、土壤增温×氮添加对细根总根长生产量没有影响。不同处理有不同的季节分布模式,2014-2015年春季,土壤增温和土壤增温×氮添加均显著促进了细根生产量;夏季,土壤增温显著降低了细根生产量。而在2015-2016年,秋季土壤增温显著促进了细根生产量;冬季土壤增温和氮添加均显著促进了细根生产量。土壤增温、土层、土壤增温×土层对细根根长生产量有显著影响。在10-20 cm、20-30 cm和30-40 cm 土层,土壤增温显著促进了细根根长生产量,土壤增温会促进细根向更深土层分布。土壤增温仅仅促进了 0-1 mm径级细根根长生产量。不同处理细根根长生产量0-1 mm径级均显著高于1-2 mm径级。(2)土壤增温和氮添加及其交互作用对细根总生长量在不同的取样日期有不同的影响。在前三次取样中土壤增温显著的抑制了细根总生长量;氮添加仅在前三次取样中对细根总生产量均有显著影响;土壤增温×氮添加对后三次取样中细根总生长量均有显著影响。在0-1 mm径级中,在前三次取样中,土壤增温×氮添加显著降低了细根生长量,只在第四次促进了细根生长量。土壤增温只在第四次取样中对细根生长量没有影响,氮添加仅在第一年的两次取样中对细根生长量有显著抑制作用。在1-2 mm径级中,土壤增温和氮添加不存在交互作用,第一年中,土壤增温抑制了细根生长量,而在第四次取样中土壤增温促进了细根生长量;氮添加只在第四次取样中促进了细根生长量。(3)土壤增温对1-2 mm细根SRL和SRA均有显著影响,从总体上看,氮添加和土壤增温×氮添加对细根形态指标的影响较小。土壤增温显著降低了细根C含量、显著提高了细根N含量,土壤增温和氮添加均显著降低了 C/N,土壤增温和氮添加对细根P含量有抑制作用,土壤增温使细根N/P升高。土壤增温、氮添加和土壤增温×氮添加对细根比呼吸速率没有影响。土壤增温和氮添加对细根可溶性糖不存在交互作用,仅在冬季取样时,土壤增温使细根可溶性糖含量降低。综上,土壤增温提高了土壤温度,提高了土壤氮有效性,但降低了水分有效性,从而促进了细根生产;而氮添加虽然提高了土壤氮有效性,但对细根生产没有显著影响。土壤增温降低了细根生长量,可能是因为(1)增温使细根N富集,细根C、P含量降低,N:P降低,引起细根养分失衡;(2)增温后,细根呼吸未发生驯化,可溶性糖被持续利用,在冬季光合产物分配可能降低,引起细根代谢失衡。进而使细根死亡增加,生长量降低。