近百年来,工业革命迅猛发展以及人类活动加剧,全球大气CO2浓度上升迅猛。按照当前增长速率,预计到本世纪中期CO2浓度将达到550 μmol·mol-1,到本世纪末期将超过700 μmol·mol-1。大气CO2浓度的升高驱动植物的光合作用并改变植物向地下输入的光合同化碳,光合产物的增加导致土壤动物和土壤微生物的群落结构和生态功能发生改变。目前气候变化已经对区域的生态环境以及生物多样性带来一系列负面的影响,并且威胁陆地和湿地生态系统。本文以位于三江平原的洪河国家级自然保护区湿地全球变化定位研究站的野外原位监测为基础,利用Tullgren干漏斗法、荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序等技术手段,以中小型土壤动物和土壤微生物为研究对象,在2018年4月、6月和9月进行采样和实验分析,探讨C02浓度升高对中小型土壤动物和土壤微生物群落变化特征,以分析CO2浓度升高对地下土壤生物群落的生态影响。论文取得的主要结果如下:(1)在不同季节共获得中小型土壤动物86类9848头,以圆跳科(Sminthuridae)和摇蚊科幼虫(Chironomidae larvae)为优势类群,研究了不同季节CO2浓度升高对中小型土壤动物群落组成结构和多样性格局的影响,结果表明在不同季节中小型土壤动物个体数量和类群数均随CO2浓度升高而增加。随CO2浓度升高,中小型土壤动物群落Alpha多样性指数中大部分呈升高趋势,而群落Beta多样性指数却降低。因子分析表明CO2浓度、土壤有机质含量以及全磷对中小型土壤动物群落组成和分布影响较大。总体而言,不同CO2浓度、不同季节、不同CO2和不同季节交互作用均对中小型土壤动物群落Alpha多样性指数和Beta多样性指数产生显著的影响。(2)不同季节中CO2浓度升高改变了土壤微生物群落结构组成,但对土壤微生物的多样性格局影响并不显著。在门分类水平下,不同季节中土壤细菌群落的共同优势菌群为变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门和芽单胞菌门,土壤真菌群落的共同优势菌群为子囊菌门和担子菌门。不同季节土壤微生物对CO2浓度升高响应存在差异,同时在多样性格局上,土壤微生物群落Alpha多样性均对CO2浓度升高无显著响应,Beta多样性指数βJAC和βSOR均表现为春季>秋季>夏季,同时发现不同季节的CO2浓度升高处理中周转组分βSIM均在60%以上,说明土壤微生物群落组成的变异总体上以物种替换为主。CO2浓度、土壤pH、土壤有机质、全氮、土壤含水量是影响土壤细菌群落组成的分布的主要环境因素,而影响土壤真菌却主要是土壤pH和土壤含水量。(3)季节性差异和CO2浓度不同导致中小型土壤动物和土壤微生物中优势菌群的关系发生变化,中小型土壤动物群落多样性指数和优势度指数随季节和CO2浓度与土壤细菌群落指数相关性差异较大,而中小型土壤动物群落和土壤真菌多样性指数在春季和夏季的AC、EC2处理中呈负相关,在EC1处理中呈正相关,优势度指数表现为春季和夏季在不同CO2浓度处理下均呈正相关,但在秋季和春夏季节存在明显差异。不同季节随CO2浓度升高,中小型土壤动物群落Beta多样性βJAC指数和βSOR指数分别与土壤细菌和土壤真菌的相关性均表现为负相关。(4)根据中小型土壤动物和土壤微生物在不同季节对C02浓度升高的响应差异筛选出关键指示物种,中小型土壤动物群落中绒螨科、盖头甲螨科可以作为指示物种;土壤微生物群落中春季使用土壤细菌中的土壤红杆菌目和土壤真菌中的Rhizoscyphus菌属、夏季使用土壤细菌中的Ardenticatenia菌纲和土壤真菌中Stephanonectria菌属、秋季使用土壤细菌中的厌氧绳菌纲和土壤真菌中Sugiyamaella菌属作为指示类群。在自然保护区管理中长期监测对C02浓度升高响应显著的指示物种可以预警气候变化对自然保护区的影响,同时提出降低人为干扰,完善自然保护区网络的构建、加强区域连通性等管理对策。研究结果表明,中小型土壤动物和土壤微生物的群落组成和分布格局因季节差异、CO2浓度以及土壤环境不同存在明显差异,尤其中小型土壤动物群落对C02浓度升高响应更显著,土壤有机质含量作为仅次于CO2浓度的环境因子影响中小型土壤动物群落,而土壤pH是驱动土壤微生物群落分布格局的主要因素。加强自然保护区指示物种监测,构建区域自然保护区网络能够增强保护区对气候变化的预警能力。