生物炭(biochar)作为一种绿色新型功能材料,在农田土壤固碳以及土壤重金属污染修复方面已经展开了广泛的研究,但针对非农田土壤生态系统下生物炭对原土壤理化性质、土壤有机碳以及微生物群落结构特征影响的研究尚不多见,且生物炭添加下三者之间的作用机理尚存在诸多未知。因此,本研究以吉林西部盐碱湿地土壤为研究对象,利用常规方法检测土壤基本理化性质;磷脂脂肪酸(PLFA)方法探索土壤微生物生物量以及群落结构的变化,稳定性同位素混合模型解析土壤有机碳(SOC)来源;利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和热裂解-气质联机(PY-GC/MS)从官能团和分子结构的角度分析SOC以及溶解性有机碳(DOC)的稳定性。通过相关分析和多元线性回归方程对影响SOC含量的因素进行验证,并且借助结构方程理论模型(SEM)和典范对应分析(CCA)进一步阐述生物炭添加下土壤微生物与土壤理化性质、有机碳物理组成结构、有机碳分子结构之间的作用关系。本试验共设置三个生物炭水平,分别为不添加生物炭(CK,0%),低添加处理(LK,按照生物炭:土的比例,添加0.5%、1%、2%的生物炭),高添加处理(HK,按照生物炭:土的比例,添加5%、10%、20%的生物炭),在无外来干扰的基础上进行试验,实验主要结论如下:(1)生物炭添加会提高土壤DOC和土壤TP含量,土壤容重(BW)、土壤TN和土壤含水量(SWC)则有所下降,SOC以及土壤p H对生物炭添加量的变化几乎无响应。(2)生物炭添加量的增加导致土壤中粗颗粒有机碳(CPOC)碳含量不断升高,在HK处理下其所含有机碳的量在有机碳总量中所占比例高达44.24%,而细颗粒有机碳(FPOC)以及矿物结合有机碳(MOC)碳含量以及所占比例不断下降。同时随着实验时间的增加,CPOC所占比重有所上升。此外,生物炭添加量的增加还导致土壤有机碳来源结构发生变化,使地表植被对有机碳的贡献率可以达到67.65%。(3)生物炭添加量的增加显著降低了土壤有机碳中多糖(Ps)的含量,但对溶解性有机碳分子结构影响很小。而实验时间的变化对溶解性有机碳分子结构存在明显的影响,其中脂肪族物质(Al)和烷类物质(Alk)的比例分别增加34.82%和90.01%,而含氮物质(Nn)比例下降了45.05%左右。(4)CK处理下土壤微生物生物总量与LK处理之间不存在显著差异(P>0.05),两者均在265 nmol/g左右,而HK处理下微生物总量可以达到320nmol/g。另外在三种添加量处理下,微生物群落结构变化很小,细菌(Bc)在群落中占主导地位,其次是放线菌(Ac)和真菌(F)。实验时间的增加会显著降低土壤微生物的生物量(P<0.05),但微生物群落结构仍无明显变化。而地表植被的生物量在HK处理下与CK和LK处理相比增加了8.63%和25.05%,而且植被群落结构在三种处理之间也存在明显差异,具体表现为群落优势种的变化,在CK处理下,优势种为马唐,LK处理下,无明显优势种,HK处理下,优势种转变为虎尾草。(5)相关分析表明SOC与C:N存在显著正相关关系,与DOC/SOC表现出显著负相关,MOC所占比例的大小是抑制SOC含量增加的最大因素,同时SOC也与微生物群落中的Bc和F有一定的负相关关系,但SOC含量几乎不受有机碳分子结构的影响。结构方程模型显示土壤微生物主要受土壤理化性质的影响,有机碳物理组成结构以及分子结构对微生物的影响可以忽略不计。