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酸沉降是中国亚热带地区面临的严重区域环境污染问题，酸雨会使森林生态系统的土壤有机碳库加速淋溶，释放更多的二氧化碳进入大气圈，从而加剧温室效应。土壤呼吸可以有效反映生态系统对环境胁迫的响应，呼吸速率变化与否以及变化的方向反应了生态系统对胁迫的敏感程度和响应模式。为系统掌握土壤呼吸(即碳释放)对酸沉降的响应，在亚热带重度酸雨危害代表地区浙江省设置实验观测点，选择典型代表性植物青冈、单性木兰、杜英、杉木和香榧幼苗为研究对象，通过喷施不同酸度水平的模拟酸雨，(pH2.0，4.0和5.6)定性和定量地研究酸雨对植物-土壤复合体系土壤呼吸的影响，从而丰富区域土壤碳循环研究的资料，并在加深对区域陆地碳循环的认识基础上，为评价环境污染程度和生态系统对污染的承受力、制定生态规划以及碳交易政策等提供科学依据。
研究借鉴酸雨的生物效应研究方法，在大棚中采用盆栽方式构建植物幼苗-土壤复合体系单元，开展了2年共6期(3个不同的物候月)的土壤呼吸测试。同时对植物-土壤复合体系单元土壤样品取样，侧重分析了土壤化学性质及土壤酶脲酶、蔗糖酶和纤维素酶活性的变化，由此深入探讨了不同酸度水平模拟酸雨作用下土壤呼吸的变化规律，土壤呼吸水热效应与酸效应的相互关系，以及土壤呼吸对模拟酸雨作响应的内部机制。以浙江天目山代表性植被-土壤系统杉木林为研究对象，设置野外实验同期定位观测土壤呼吸，比较了控制实验与自然条件下结果之间的差异。研究结果表明：
(1)实验土壤属于易对酸雨敏感类型，土壤非生物环境，即土壤化学性质的改变与酸雨作用的时间和强度相关。土壤能较好地缓冲中度酸雨(pH4.0)的冲击，而重度酸雨对土壤环境的改变逐渐显现。重度酸雨的持续作用致土壤pH加速降低，土壤中残留交换性阳离子Ca、Mg含量明显下降，土壤铝离子含量下降，表明土壤缓冲体系由初级缓冲体系逐渐向铝缓冲体系转变。杉木土壤酸化趋势明显，土壤pH已降至3.84，而杜英土壤缓冲能力强于其它土壤，未有酸化现象。
(2)发现模拟酸雨对土壤呼吸的作用有三种方式：弱酸雨(pH高)促进，中酸性(pH低)促进和无影响。模拟酸雨对青冈和单性木兰土壤呼吸的影响强于其它植物-土壤，杉木次之，香榧再次之。杜英本身即为强抗酸性植物，对酸雨的强抗逆性也表现在土壤呼吸对酸雨无响应。同一植物-土壤体系单元的土壤呼吸的酸雨效应不是单一方向的变化，促进或抑制效应交替变换。随着酸雨喷淋持续，模拟酸雨与土壤碳释放量变化间的相关程度逐渐增强。就实验中的幼苗土壤体系而言，酸雨的短期作用抑制了土壤碳的释放。
(3)非酸雨受迫条件下，试验的五种植物-土壤体系中年均土壤呼吸速率相对稳定。土壤呼吸以土壤温度为主要驱动力呈指数增长或线性增长。土壤相对湿度虽然使土壤呼吸呈二次曲线变化，但作用有限。针叶植物土壤呼吸以热效应为主，Q10大于常绿阔叶植物土壤。常绿阔叶植物土壤呼吸的水热效应较复杂：杜英、单性木兰水热效应2007年以水分效应为主，2008年水分效应减弱，以热效应为主，Q10降低；青冈受水热的共同作用，维持年均E值和年Q10的稳定变化。
(4)酸雨胁迫下，常绿阔叶植物及杉木土壤呼吸的热效应显著，香榧土壤呼吸与土壤温度的相关性低于对照。酸雨会增强或削弱土壤呼吸的热敏感性：阔叶植物Q10升高，而针叶植物土壤杉木和香榧年Q10变化差异不显著，但重度酸雨组的Q10趋于减小。模拟酸雨也会增加强或减弱土壤呼吸的水分效应：重度酸雨以减弱水分效应为主，杜英和青冈的水分效应不同于其它三种植物土壤体系，先增强后减弱；中度酸雨则使单性木兰土壤呼吸水分效应减弱，杜英、青冈及杉木增强，香榧先增强后减弱。
(5)模拟酸雨对土壤呼吸的影响逐渐增强，并趋于与水热条件共同作用于土壤呼吸，高温、高土壤相对湿度和低pH模拟酸雨减弱土壤呼吸作用。杜英、香榧的土壤呼吸更多受控于土壤温度。杉木土壤呼吸速率受模拟酸雨的影响逐渐增强，最终受其限制。青冈与单性木兰土壤呼吸年变化是热、水和酸效应的综合结果，水分效应的增强，往往伴随热效应与酸雨效应的减弱。
(6)在非酸雨胁迫下，受试土壤中土壤酶活性大小顺序依次是：蔗糖酶>脲酶>纤维素酶。常绿阔叶植物土壤脲酶活性高于针叶植物土壤，香榧土壤脲酶活性最低。纤维酶活性以杜英和杉木高，青冈、香榧低，针叶植物土壤蔗糖酶活性高于常绿阔叶植物。土壤酶活性在不同水平酸雨作用下有明显的激活与抑制作用，重度酸雨使土壤脲酶和纤维素酶活性大幅度上升，蔗糖酶活性降低，但中度酸雨能使蔗糖酶活性提高。模拟酸雨对青冈、杉木土壤中酶活性的影响较其余植物土壤中酶的显著。重度酸雨作用下杉木土壤中脲酶活性激活了56％，蔗糖酶受抑制比CK组低9％，但青冈激活率高达93％，蔗糖酶活性发生显著变化(P<0.05)；中度酸雨作用激活杉木脲酶活性(9％)，并且其纤维素酶活性有显著地变化差异(P=0.032)，青冈和杉木土壤蔗糖酶活性受抑制，酶活性分别下降20％和28％。
(7)研究发现不同水平模拟酸雨作用下，对土壤呼吸产生影响的土壤酶的种类而且影响的程度也不同。重度酸雨组，土壤脲酶与纤维素酶活性和土壤呼吸有良好的线性相关关系，对土壤呼吸的影响强于蔗糖酶，脲酶作用较纤维素酶更显著。中度酸雨组蔗糖酶与壤呼吸的相关性高。对照组常绿阔叶植物土壤脲酶作用显著，而针叶植物蔗糖酶与纤维素酶的作用显著。
(8)在野外测试中发现，杉木林土壤的缓冲能力大于盆栽土壤，无明显的酸化作用，其年均土壤呼吸速率为2.27±0.15μmol·m-2·s-1，Q10是3.61，明显高于盆栽实验，但二者表现出相同的规律：土壤呼吸与土壤温度的季节变化相一致，Efflux8月>4月>11月。日变化中，土壤呼吸随时间推移升高，最大土壤呼吸速率出现于15:00--16：30。土壤温度Ts是影响土壤呼吸的限制性因素，Ts增加会促使土壤碳的释放量呈线性或指数增加。土壤相对湿度在一定范围内抑制土壤呼吸，影响有限。不同强度水平酸沉降地区的自然杉木林比较，土壤呼吸有差异，呼吸速率大小为轻度酸雨区>重度酸雨区。与盆栽杉木-土壤体系单元土壤呼吸的变化趋势相似，即酸雨pH值越低，土壤呼吸较低。