南极远离人类活动,生态结构简单,对气候变化的响应更为敏感。越来越多的研究表明南极已逐渐成为重要的温室气体排放源,尤其是沿海海洋动物活动区域。目前,很多学者对南极温室气体排放进行了研究,但这些研究主要侧重于宏观上的通量监测,忽视了温度变化对温室气体排放的影响。在全球变暖背景下,南极土壤温室气体排放对温度变化响应的研究较少。因此,本文以南极菲尔德斯半岛、阿德雷岛和米勒半岛作为研究区域。本文根据研究区域实际的温度变化范围和冰雪融化后水分输入量来设置温度和水分梯度,采用室内恒温培养和水分添加培养并结合二氧化碳（CO2）同位素仪和甲烷（CH4）同位素仪测定南极土壤CO2与CH4的排放通量及碳同位素变化,研究了南极企鹅活动区土壤总有机碳（TOC）的各来源贡献和南极土壤碳氮含量变化,揭示了南极土壤CO2与CH4的排放特征,探讨了温度、水分条件变化下CO2与CH4排放特征及其影响因素。主要研究内容与研究结果如下:（1）相比于裸土区和苔原区,企鹅活动区土壤碳氮（总有机碳、氨氮）含量最高。在企鹅活动区内,企鹅通过排泄物向土壤输送大量C源以及N源,使得土壤碳氮含量高。由于土壤有机质的矿化作用,增加了土壤N的矿化以及有机物的分解,裸土区和苔原区土壤TOC和氨氮（NH4+-N）含量整体呈下降趋势,而企鹅活动区土壤TOC和NH4+-N含量整体呈先上升后下降趋势。本文利用三端元模型对南极阿德雷岛企鹅活动区土壤TOC进行溯源,TOC主要来源于海源（企鹅粪）,平均贡献率为58.13%;陆源植被和陆源土壤的平均贡献率分别为19.39%和22.48%。企鹅活动强度影响土壤TOC来源,阿德雷岛东部企鹅活动频繁,海源占比最高,约占70%;;阿德雷岛西部企鹅活动稀疏,海源占比最高接近50%。（2）不同类型土壤CO2、CH4排放通量具有显著的空间差异性,企鹅活动区土壤是重要的CO2、CH4排放源。在3个温度梯度和不同水分添加下培养,企鹅活动区土壤与其他类型土壤相比都表现出更强的CO2、CH4排放,即企鹅活动区＞苔原区＞裸土区。因此企鹅活动区土壤是南极CO2、CH4的重要排放源。相关性分析表明,南极土壤CO2的排放通量与含水率（Mc）、TOC、NH4+-N、硝氮（NO3--N）呈显著正相关关系（r~2=0.75,r~2=0.79,r~2=0.65,r~2=0.95,p＜0.01）,南极土壤CH4的排放通量与Mc、NH4+-N、正磷酸盐(PO43--P)呈显著正相关关系（r~2=0.42,r~2=0.82,r~2=0.96,p＜0.01）。（3）温度变化影响南极土壤CO2和CH4排放。南极不同类型土壤CO2和CH4排放对温度升高的响应不同。温度的升高对裸土区土壤CO2排放有一定的促进作用,但是温度过高（10℃）使得苔原区和企鹅活动区土壤CO2排放有所降低。主要与微生物所适应的温度范围有关,嗜冷和耐寒型微生物多,温度过度升高反而抑制了其活性。与1℃培养相比,5℃培养下,裸土区、苔原区和企鹅活动区土壤平均CO2排放通量上升0.68%、45.55%、228.74%。与5℃培养相比,10℃培养下,裸土区土壤平均CO2排放通量上升17.72%,苔原区和企鹅活动区土壤平均CO2排放通量下降2.79%、3.41%。裸土区和苔原区土壤为CH4的吸收汇,企鹅活动区为CH4的排放源,且在5℃培养下各类型土壤CH4的通量最高。温度升高（10℃）使得裸土区和苔原区土壤CH4的吸收通量下降57.98%、80.77%,企鹅活动区土壤排放通量下降69.06%。总体而言,过高温度（本实验为10℃）会抑制南极苔原区和企鹅活动区土壤CO2、CH4排放。（4）水分也是影响南极土壤CO2、CH4排放又一重要因素。南极不同类型土壤CO2和CH4排放对水分添加的响应不同,企鹅活动区土壤更易受到水分添加的影响。3个温度培养下,随着水分的添加,企鹅活动区土壤CO2、CH4排放增加。5℃培养下,随着水分的添加,裸土区和苔原区土壤CO2排放升高;在1℃和10℃培养下,裸土区和苔原区土壤CO2排放随着水分的添加而降低。不同水分的添加对苔原区土壤CH4通量的影响并不明显,总体上在3个温度培养下CH4通量随着水分的增加而略微增大。在1℃和5℃培养下,随着水分的添加,裸土区土壤CH4的吸收通量增加;在10℃培养下,裸土区土壤CH4的吸收通量随着水分的添加而减少。