土壤微生物的代谢过程显著影响土壤有机碳(SOC)的形成和周转。由于土壤微生物在陆地生态系统碳(C)循环中占据着主导地位，因此需要进一步探究微生物的生理生态过程是如何调控C循环的。微生物碳利用效率(CUE)是常被用作表征微生物合成代谢与分解代谢过程的参数，定义为分配到生物量C与微生物所吸收的C的比例。微生物CUE对环境变化十分敏感，其中土壤底物有效性的变化是重要的影响因素。然而，仍然缺乏关于C输入、土壤氮(N)和磷(P)状况对土壤微生物CUE的影响研究。本研究以长白山温带森林中凋落物添加和去除处理（CT，对照;DL，凋落物添加;NL，凋落物去除）、N沉降处理(CT,0kg N·ha-1·yr-1;LN,25kg N·ha-1·yr-1;MN,50kg N·ha-1·yr-1;HN,75kg N·ha-1·yr-1)、N和P添加处理(CT,0kg N·ha-1·yr-1+0kgP·ha-1·yr-1;N，50kg N·ha-1·yr-1;P;25kg P·ha-1·yr-1;NP,50kg N·ha-1·yr-1+25kg P·ha-1·yr-1)样地的土壤为研究对象，采用18O标记水法测定微生物CUE，旨在研究:(1)土壤微生物CUE对底物数量变化的响应;(2)土壤微生物CUE对土壤N和P状况变化的响应。主要研究结果如下:
　　(1)凋落物添加增大有机层土壤微生物CUE，而凋落物去除使矿质层土壤微生物CUE降低。DL处理刺激了微生物对有机层土壤有机碳和新增凋落物的分解和吸收，同时促进了微生物的分解代谢和合成代谢，使微生物CUE增大了0.2倍。矿质层土壤微生物CUE在DL处理下无显著变化，但在NL处理下微生物生长受到抑制，导致CUE降低0.3倍。土壤微生物CUE与单位微生物生物量碳的生长速率(qGrowth)具有强正相关性，说明快速生长的微生物群落比缓慢生长的微生物群落具有更高的CUE。微生物CUE与土壤C∶N和C∶P呈显著负相关，因此土壤中C和养分元素的相对有效性的变化是影响微生物CUE的重要因素。
　　(2)土壤微生物CUE对不同施N水平的响应不一致。低N和中N处理使有机层土壤微生物CUE分别增大0.5倍和0.4倍，这可能是由于施N使微生物对分解复杂碳底物的氧化酶的需求下降，从而减少了微生物获取N的能量消耗。然而，高N处理抑制了有机层土壤微生物生长，导致微生物CUE降低。N和P的交互作用削弱了单独添加N或P的负效应，意味着N或P的单独添加可能造成另一养分元素对微生物生长的限制。因此，生态系统中不平衡的N和P的输入可能对微生物代谢过程和CUE产生不利影响。由于有机层和矿质层土壤养分状况和微生物群落的差异，导致两层土壤微生物CUE对养分添加的响应不同。低N和中N处理没有解除矿质层土壤微生物生长受到的N限制，因此对微生物CUE无显著影响。然而，高N处理促进了矿质层土壤微生物的合成代谢过程，导致微生物CUE增大。P添加对矿质层土壤微生物CUE没有显著影响，是因为微生物吸收的碳在生物量和呼吸之间的分配没有发生改变。在有机层土壤中，微生物CUE与真细菌生物量比(F∶B)呈显著负相关（R2=0.824），与细菌多样性呈显著正相关(R2=0.601)，而在矿质层土壤中，微生物CUE与真菌多样性(R2=0.548)和F∶B(R2=0.327)呈显著正相关。这些结果表明，养分添加条件下土壤微生物群落组成和微生物多样性的变化是影响微生物CUE的重要因素。