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二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)是地球大气中两种主要的温室气体，对全球变暖的贡献占90％以上。人类活动导致大气氮沉降急剧增加，显著增加温带森林生态系统氮素的可利用性，进而影响温带森林土壤碳转化过程和碳平衡。森林土壤碳循环过程对大气氮沉降增加的响应呈现非线性，线性方法会高估或低估土壤碳通量和碳储量平衡。目前有关氮素富集条件下森林土壤碳积累的生物地球化学与微生物学机制尚不清楚。 本文以长白山温带针阔混交林生态系统为研究对象，野外构建9水平的氮沉降模拟控制试验平台。利用静态箱-气相色谱法测定土壤-大气界面CO2和CH4净交换通量以及土壤溶解性碳氮等相关环境变量，阐明土壤碳通量对增氮的非线性响应特征及其环境驱动机制;利用土壤有机质物理分组方法量化不同粒级SOC组分含量，阐明施氮剂量对土壤碳分配和累积过程的影响;利用PLFA方法和高通量测序技术测定土壤微生物群落数量和组成，探讨氮素富集条件下SOC动态与微生物群落演变之间的耦联关系。 研究结果表明:(1)施氮3年显著增加凋落物层（O层）土壤NH4+-N，NO3--N，DON和TDN含量，高剂量施氮导致O层NO3--N增加了120～180％，土壤NH4+-N含量增加幅度较小。矿质层除了NO3--N有显著累积外，施氮没有改变其他三种形态氮素含量。(2)低氮促进，中氮不改变，而高氮抑制土壤CO2排放和CH4吸收，其临界氮沉降水平为20kgN ha-1yr-1和150kg N ha-1yr-1。氮素富集条件下，土壤CO2排放、CH4吸收通量的变化量与水分、NO3--N含量变化量负相关，即水分增加、NO3--N累积抑制土壤CO2排放和CH4吸收。(3)施氮3年倾向于增加温带森林土壤有机碳(SOC)含量，促进土壤团聚体的形成，新增加的有机碳主要为粗POC和细POC。氮素富集条件下土壤总碳的变化量与大团聚体、微团聚体结合态碳含量呈现显著的正相关关系(R2＞80％)，表明SOC增加有利于团聚体的形成与稳定。(4)施氮短期内不影响全体及单个种群微生物群落的数量（总PLFA及各分支PLFAs），倾向于增加F/B和G+/G-比例，而降低好氧/厌氧菌(A/An)比例;施氮降低细菌变形菌门的比例，增加绿弯菌门、酸杆菌门的比例;同时施氮降低真菌担子菌门的比例，增加子囊菌门的比例。氮素富集条件下，SOC及其活性组分的变化量与F/B，G+/G-的变化量正相关，与A/An负相关。 上述研究结果暗示:氮输入初期刺激了温带针阔混交林土壤微生物活性，增加土壤有机质累积，促进团聚体形成;同时施氮改变了土壤微环境，诱导微生物群落结构向兼性和厌氧菌演替，改变有机质转化速率。研究结果一定程度上加深氮输入森林土壤碳转化与积累的微生物学机理的认识。