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土壤有机碳库和无机碳库作为土壤碳库的重要组成部分,土壤碳转化及其与大气之间的交换会对土壤质量和大气中温室气体浓度产生深远影响。目前关于土壤总碳库或活性有机碳库的研究已有不少,但对于土壤无机碳及其组分变化特征的研究相对较少。水肥条件的变化会显著影响土壤碳库的变化,这与土壤酶和微生物的参与密切相关。采煤塌陷地新复垦土壤具有结构差、养分含量低等特点,研究水肥处理下复垦土壤碳变化,对于矿区复垦土壤碳固定、土壤质量提升有一定指导意义。因此,本研究以徐州柳新矿采煤塌陷地新复垦土壤为供试土壤,开展了室内培养试验,研究了水肥作用下土壤碳库变化特征,不同水肥处理下土壤酶活性和微生物群落结构特征的差异以及土壤微生物与碳转化的联系机制。主要研究结果如下:（1）土壤水分含量增加及施肥均能促进CO2排放,相同水分下氮肥配施有机肥（W+N+O）处理下CO2排放量高于仅施氮肥（W+N）处理。水分及施肥处理对CH4排放浓度的影响均较小。水肥处理培养后,土壤总有机碳（SOC）含量提升、总无机碳（SIC）含量降低。不施肥（CK）处理下,随水分提升,总有机碳变化量减小,总无机碳变化量增大。不同施肥处理土壤SOC大致表现为W+N+O＞CK＞W+N。水肥处理后,土壤无机碳含量均显著减少,施肥会进一步促进无机碳分解。（2）供试土壤各组分碳分布状况为矿质结合态无机碳（MIC）＞矿质结合态有机碳（MOC）＞颗粒态无机碳（PIC）＞颗粒态有机碳（POC）＞溶解性无机碳（DIC）＞溶解性有机碳（DOC）。MOC、DOC、PIC、MIC均受施肥处理和水肥交互作用的共同影响,水分对无机碳组分中MIC、DIC影响较大。培养后POC、DOC、PIC含量均有一定提升。随水分提升DOC、DIC释放量增加,且W+N+O处理对溶解性碳的提升效果优于W+N处理。施肥处理在W3水分下POC、PIC低于CK处理。施肥处理下不同水分间MOC含量差异较小,仅施氮肥不利于MOC积累,W3NO处理MOC含量最高。培养后土壤MIC含量显著降低,施肥处理下MIC含量及在土壤碳中分配比例均在W1水分最低,说明低水状况下施肥促进MIC分解。非稳定性碳（颗粒态碳、溶解性碳）在W1水分下含量及占比较高、W3水分下较低,稳定性碳（矿质结合态碳）变化则与之相反。（3）水肥处理均能促进土壤酶活性提升,适宜水分条件下,施肥效果更好。随水分提升,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性均增强,施肥处理进一步促进这3种酶活性提升。过氧化氢酶活性则随水分提升程度较小,且施肥处理较CK处理过氧化氢酶活性降低。W+N+O处理W1、W3水分下土壤蔗糖酶活性显著提升,相同水分蔗糖酶活性均表现为W+N+O＞W+N＞CK。脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性则表现为W+N处理高于W+N+O处理,且在W2水分条件下活性更高。去除土壤原本有机碳含量会显著降低蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性。（4）总体来说,缺水显著降低PLFAs,W+N+O处理会增加土壤PLFAs总量,W+N处理则会略有降低。水分、施肥处理对革兰氏阳性菌（G+）、革兰氏阴性菌G-、真菌、放线菌等优势菌群的影响均达到显著水平,水肥交互无显著影响。G-、G+含量表现为W+N+O高于W+N处理,真菌含量则相反。仅施氮肥会抑制厌氧菌、放线菌、一般细菌活性。随水分增加,G+/G-比值下降,真菌/细菌比值上升;W+N处理较W+N+O处理G+/G-值低,真菌/细菌值高。低水分微生物生理胁迫强度大,W+N处理生理胁迫强度大于W+N+O。W2水分下微生物群落结构最稳定,W+N+O的微生物群落结构稳定性强于W+N。不同水肥环境下土壤微生物群落结构差异较大,W+N处理在不同水分下群落结构分异较大。相同水分条件下,W+N+O处理与不施肥处理,群落结构较为相似,与W+N处理差异较大。W+N+O处理与一般细菌、G+、放线菌、真核细菌关系更为密切。（5）土壤有机碳与无机碳在不同水肥条件下存在相互转化,且MIC、DOC、POC和CO2在碳转化过程中作主要贡献。土壤酶和微生物参与土壤碳转化过程。土壤有机碳组分中活性组分（DOC、POC）易被好氧细菌、蔗糖酶、放线菌利用,通过呼吸作用或促进有机碳矿化排放CO2,MOC受过氧化氢酶间接影响缓慢分解。在不同水环境中,微生物参与CO2、CH4之间转化。培养瓶内p H、CO2分压等会影响无机碳的溶解和沉淀,脲酶、G-、磷酸酶、真菌具有促进碳酸盐分解的作用。微生物群落结构的差异会影响利用碳源的差异,W2NO和W3NO处理微生物群落结构相似,利用碳源也相似。蔗糖酶、放线菌、一般细菌、真菌通过体内周转或与矿物质结合等促进有机碳以稳定形态积累。