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冻融循环是作用于土壤内部的常见物理过程,广泛发生于北半球的中高纬地区。冻融循环过程直接或间接的影响土壤的理化及生物学性质,是影响土壤碳、氮生物地球化学过程的重要因素。全球气候变暖已是不争的事实,这势必改变冻融循环的模式,进而影响土壤碳库稳定性。因此,本文以长白山金川泥炭沼泽为研究对象,通过室内冻融循环模拟实验和气象色谱法、氯仿熏蒸法及磷脂脂肪酸方法等室内分析方法,揭示冻融循环作用下泥炭沼泽土壤活性碳组分、微生物酶活性及磷脂脂肪酸含量的变化规律;探明冻融循环作用下土壤CO2和CH4排放的动态特征;结合土壤养分、酶活性及土壤微生物生物量数据,采用冗余分析方法,探究影响冻融循环作用下土壤微生物群落和酶活性的关键影响因子,采用路径分析方法,揭示泥炭沼泽碳排放的直接与间接影响因子,阐明冻融循环作用下泥炭沼泽土壤碳排放的微生物机制。本文得出的主要结论如下:（1）冻融循环促进了土壤可溶性有机碳、氮（DOC、DON）的释放。土壤DOC含量变化在不同冻融幅度中存在异质性,在-5-5℃冻融循环中呈现出先降低后升高的变化趋势,而-10-10℃冻融循环中呈现出先升高后降低的变化趋势。-5-5℃冻融循环土壤DON含量变化呈波动状态变化趋势;-10-10℃冻融循环土壤DON含量变化趋势为先升高后降低。冻融循环对土壤DON含量变化的影响表现为-10-10℃＞-5-5℃,0-15cm＞15-30 cm。土壤DOC、DON与总碳（TC）显著正相关,与土壤含水量（SWC）显著负相关（p＜0.05）。（2）两种冻融循环作用下土壤微生物量碳（MBC）含量变化均呈上升趋势,冻融循环作用使土壤MBC含量增加。两种冻融循环模式对不同土层土壤MBC的影响表现为-10-10℃＞-5-5℃,15-30 cm＞0-15 cm。冻融循环作用降低了土壤微生物量氮（MBN）含量。两种冻融循环模式下,随冻融次数的增加,0-15 cm土壤MBN表现出波动状态的变化趋势,而15-30 cm土壤MBN则表现为先降低后增加的变化趋势。土壤MBN与DOC、DON、总氮（TN）显著负相关,与总磷（TP）、SWC显著正相关（p＜0.05）。（3）两种冻融循环作用下土壤CO2的排放速率均随冻融次数的增加呈逐渐下降趋势,而-5-5℃冻融循环作用CO2的排放速率第7次冻融有明显峰值。-10-10℃土壤CO2排放速率变化幅度大于-5-5℃。冻融循环对不同土壤CO2排放速率影响表现为15-30cm＞0-15 cm。两种冻融幅度中CH4的氧化速率均随冻融次数的增加呈降低趋势。冻融循环作用对CH4氧化速率的影响表现为-10-10℃＞-5-5℃,15-30 cm＞0-15 cm。（4）冻融循环作用显著降低了土壤各类型磷脂脂肪酸（PLFAs）的含量,并改变了微生物的群落结构。-5-5℃冻融循环作用下,0-15 cm和15-30 cm土壤各类型PLFAs含量在冻融循环作用初期（前5次冻融循环）无显著变化,但随后逐渐降低;-10-10℃冻融循环作用下,土壤PLFAs含量在冻融初期即开始下降。土壤微生物在不同冻融循环作用下表现为:-5-5℃＞-10-10℃;15-30 cm＞0-15 cm。-5-5℃冻融循环0-15 cm土壤F/B变化趋势表现为先升高后降低,而15-30 cm土壤真菌/细菌（F/B）在冻融结束后显著增加。冗余分析结果表明土壤MBC、SWC,DOC、DON、MBN、TN是影响冻融循环土壤微生物群落变化的关键因子。（5）冻融循环降低了土壤水解酶活性和氧化酶活性。冻融幅度对土壤水解酶活性的影响表现为-5-5℃＞-10-10℃,对土壤氧化酶活性的影响表现为-5-5℃＜-10-10℃。冻融结束后,土壤水解酶活性变化的幅度表现为0-15 cm＜15-30 cm,土壤氧化酶活性变化的幅度表现为0-15 cm＞15-30 cm。相关分析和冗余分析的结果表明,冻融循环作用促进了土壤微生物的死亡,减少了土壤酶的释放;同时,微生物残体分解释放可利用的碳源和养分限制酶活性,最终导致土壤酶活性降低。（6）土壤CO2排放速率与土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG酶）、过氧化物酶（PER酶）活性及TP含量呈正相关（p＜0.01）。土壤CH4氧化速率与土壤各类型PLFAs含量及土壤BG、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、酸性磷酸酶（AP）、PER酶活性呈显著负相关（p＜0.01）。路径分析结果表明,冻结温度主要通过影响土壤含水量和TP含量降低土壤氧化酶活性,进而降低土壤CO2排放。在CH4氧化路径中,一方面,较低的冻结温度直接影响微生物群落数量及结构;另一方面,较低的冻结温度通过改变土壤含水率和TP含量降低土壤水解酶活性,进而增加CH4氧化速率。综上,冻融循环通过改变土壤养分含量,降低了土壤中微生物的数量和酶活性,改变了微生物群落组成,进而降低了泥炭沼泽土壤的碳排放。本研究对于揭示气候变化背景下冻融循环作用对泥炭沼泽土壤CO2和CH4排放的影响的微生物机制具有重要科学意义。