季节性冻融是全球中高纬度和高海拔地区普遍存在的自然现象,而全球变暖引起的季节性冻融变化必然直接或间接作用于森林生态系统,从而对生态系统过程施加强烈的影响。土壤微生物是森林生态系统生物元素循环和能量转换过程的积极参与者,了解季节性冻融变化对土壤微生物活性的影响是揭示未来气候变化条件下季节性冻土区森林生态系统过程的关键。目前,有关季节性冻融对土壤微生物活性影响的研究报道相对较少,且主要集中在季节性冻融变化对土壤养分、土壤物理结构等方面,有关全球变暖背景下季节性冻融变化对亚高山森林土壤微生物活性的影响以及微生物种群对季节性冻融变化的响应与适应机制等研究尚未见报道,这很难满足全球气候变化背景下高寒森林生态系统过程研究的需要。因此,本研究以川西亚高山地区分布范围最广和面积最大的冷杉(Abies faxoniana)林为研究对象,采用对照处理实验和动态采样分析相结合的研究方法,对比研究了冻融强度、冻融时间及其频率变化对高寒森林土壤微生物活性的影响,这对于深入了解季节性冻融对高寒森林生态系统过程的影响具有十分重要的意义。冻融交替作用会显著降低土壤微生物生物量碳含量,在-2℃冻结强度下,第3次冻融交替作用后土壤微生物生物量碳显著降低,其中腐殖质层、淀积层和母质层的微生物生物量碳含量分别降低了18%、26%和16%;在-5℃冻结强度下,腐殖质层、淀积层和母质层的土壤微生物生物量碳含量分别降低了20%、35%和24%。在第3次冻融交替作用后,随着冻融交替次数的增加土壤微生物生物量碳含量降低幅度有所减小。这主要缘于冻融交替如同干湿交替或氯仿熏蒸等一样对微生物有灭杀作用,在短期冻融交替作用后造成土壤微生物的大量死亡进而降低土壤微生物数量。冻融交替作用对土壤微生物生物量氮的影响不显著。在-2℃冻结强度下,第3次冻融交替作用后土壤腐殖质层、淀积层的微生物生物量氮含量分别增加了0.7%和0.7%,而母质层土壤微生物生物量氮降低了6%;在-5℃冻结强度下,腐殖质层、淀积层和母质层的土壤微生物生物量氮含量分别增加了6%、8%和9%,且差异不显著。在自然环境梯度下,供试原状土柱土壤微生物生物量碳氮含量随海拔的降低而降低;土壤细菌和真菌数量随海拔的降低基本呈持续升高的变化趋势。但不同土层放线菌数量随海拔的降低呈不同的变化规律。腐殖质层放线菌数量随海拔的降低而升高,沉积层和母质层土壤放线菌数量随海拔的降低而降低。季节性冻融期间,土壤细菌和放线菌数量显著降低,而真菌数量增加。其中腐殖质层、淀积层和母质层的细菌数量分别降低了25%、21%和10%,放线菌数量分别降低了24%、15%和14%,但真菌数量分别增加了23%、13%和10%。这和室内模拟试验结果基本一致。同时,季节性冻融作用循环后,土壤真菌/细菌有所升高。在本项研究结果表明的是:不同的微生物类群对季节性冻融循环的响应存在很大的差异,这种差异可能是季节性冻土区生态系统维持的重要生态学机制。季节性冻融期间,土壤脲酶活性和转化酶活性显著增加,而土壤过氧化物酶活性和多酚氧化酶活性降低。同时,室内冻融模拟试验后,土壤脲酶、转化酶活性随冻融频次的增加呈先降低后升高的变化趋势,在9次冻融循环后酶活性高于对照土壤酶活性;而土壤多酚氧化酶活性与过氧化物酶活性随冻融频次的增加呈先升高后降低的变化趋势,在9次冻融循环后酶活性也高于对照土壤酶活性。此结果与自然环境条件下冻融交替作用对土壤酶活性的影响存在一定差异。这可能是因为自然环境条件的复杂性与单一室内模拟试验环境的差异造成。但是可以肯定的是,全球变暖所引起的季节性冻融变化对亚高山森林土壤酶活性具有一定影响。了解土壤微生物活性对高寒森林生态系统季节性冻融响应模式,将更加有利于我们理解全球变化对高寒森林土壤生态系统的作用机制。