森林土壤有机碳约占全球土壤碳库的73%。它的微小变化将会引起大气二氧化碳浓度的改变,全球变暖与大气二氧化碳浓度升高之间是正反馈还是负反馈充满争议,其中很重要的原因之一是生产力增加能否抵消碳排放的增加,而全球变暖背景下生产力增加是否导致更大的激发效应是引起这种争议的重要环节。因此探讨森林土壤有机碳对气候变化的响应和适应对预测未来气候变化具有十分重要的作用。本研究选取福建省武夷山国家自然保护区不同海拔的4个典型土壤为研究对象,包括海拔650 m的常绿阔叶林(EBF)、1450 m的针叶林(CF)、1800 m的亚高山矮曲林(SDF)、2100 m的高山草甸(AM)土壤。采用室内培养模拟野外平均大气温度(EBF(17℃)、CF(13℃)、SDF(9℃)、AM(9℃))和增温((+4℃,EBF(21℃)、CF(17℃)、SDF(13℃)、AM(13℃)),并添加不同质量的外源碳(葡萄糖和木质素)。观测土壤有机碳的矿化及其激发效应,探讨不同海拔土壤有机碳矿化及其激发效应对全球变暖的响应机制,其结果对评估不同海拔土壤有机碳对未来区域气候变化的响应具有重要参考价值。主要研究结果如下:(1)武夷山不同海拔土壤有机碳含量随海拔高度的升高而增加,而CF的土壤有机碳平均矿化速率显著最高,SDF的最低,低海拔的EBF与高海拔地区的AM 土壤有机碳矿化速率无差异。温度、土壤有机碳含量、养分元素有效性及微生物的差异是决定不同海拔土壤有机碳矿化速率差异的主要原因。(2)增温显著提高土壤有机碳矿化速率,不同海拔土壤增温后土壤有机碳矿化速率增加幅度沿海拔升高而呈降低的趋势,其中EBF 土壤所增加的矿化量显著高于其他海拔。由于土壤有机碳矿化与温度呈指数关系,EBF 土壤温度高于其他海拔,因此增温4℃使得EBF 土壤所增加的矿化量显著高于其他海拔;同时,增温后EBF土壤养分有效性的增加显著高于其他海拔,微生物群落结构变化也最大也是导致矿化量增幅最大的重要原因。增温提高了土壤碳的矿化率,且沿海拔升高而下降。以上结果表明在未来气候变暖的背景下,低海拔地区较高海拔地区可能将释放更多的CO2。(3)外源碳的添加显著提高所有海拔的土壤矿化速率,且添加葡萄糖处理土壤有机碳激发效应显著大于添加木质素处理,且EBF、SDF 土壤有机碳激发效应强度高于CF和AM,这主要是输入物性质、土壤养分元素及微生物群落结构的差异所导致的。同时,微生物群落结构中,EBF、SDF的GP:GN值显著高于CF、AM,而F:B值显著低于CF、AM。研究表明,凋落物输入增加将会促进土壤有机碳的分解,易分解的凋落物所促进CO2的释放量远高于难分解的。(4)增温降低了不同海拔土壤有机碳激发效应强度。增温并未对碳输入后的土壤微生物总量及微生物群落结构产生影响,而激发效应是通过激活微生物活性来释放出更多胞外酶来促进原有有机碳分解;其次,在温暖环境下,土壤胞外酶活性已经在分解土壤有机碳的过程中处于较佳状态,此时通过激发效应使土壤有机碳分解速率增加的幅度就非常有限。因此,全球变暖能够一定程度缓解生产力增加而导致的土壤碳排放。