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一直以来的研究都将土壤作为“黑箱子”模型来研究生态系统中物质循环和能量流动，对于其中过程尚无更清楚的认识，特别是微生物层面。土壤中可培养的微生物只占了总体的1％左右，我们对土壤微生物的认识也只局限于此。随着微生物群落研究技术（如微生物PLFAs法、Biolog、基因测序、克隆文库等）的发展，人们对土壤微生物有了进一步的认识。本文结合喀斯特生态系统非地带性特征，提出贵州高原喀斯特地区开展土壤微生物多样性研究的必要性。同时，论文根据当前凋落物微生物研究的较少，只有少量有关真菌群落的报道，研究主要集中在土壤部分微生物的研究。一般在样品采集时就将上覆凋落物去除，而凋落物作为陆地生态系统重要碳库，其分解动态影响着土壤中营养元素含量和动态，进而影响植被生长状况，影响元素生物地球化学循环。论文在此基础上提出了凋落物层微生物多样性的研究，以此了解凋落物分解过程中微生物群落及变化，进一步阐释凋落物分解的微生物机制。 研究采用新的研究手段——高通量测序技术，以中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站陈旗小流域综合观测研究场为研究区域，该区域内存在着不同恢复阶段的植物群落，采取空间代替时间的方法，选择喀斯特稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、次生乔木林5个具有代表性的不同植被恢复群落样地，探讨了喀斯特生态系统演化过程中的相同植物种根际和非根际土壤微生物（包括细菌、真菌）群落特征，调查了喀斯特项级群落常绿落叶阔叶混交林中凋落物分解过程中微生物群落特征，新发现了一些群落，并探讨了微生物群落与土壤环境或凋落物性质之间的相互关系，研究结果将进一步推动微生物地球化学研究的发展。通过以上调查研究，得出以下几点认识: 1喀斯特研究区不同植被恢复群落下土壤微生物多样性特征 本研究通过Illumina Miseq高通量测序平台对贵州省普定县这一典型喀斯特不同恢复群落中土壤微生物群落结构进行了系统研究。 (1)随着植被群落恢复，土壤pH值增大，SOC值和TN值从40.79 g/kg、2.64 g/kg增长到130.07 g/kg、8.43 g/kg，是土壤碳库、氮库逐渐累积的过程，随着恢复群落发展，根际累积效应越显著。根际土壤中SOC、TN、EC、速效钾等的值高于非根际土壤。 (2)喀斯特研究区土壤中细菌包括了数据库中绝大数的门类，其丰富度和多样性远大于同一气候带的其它地区，主要细菌类群为变形菌门（Proteobacter-ia，43.35％）、酸杆菌门(A cidobacteria，12.97％)和疣微菌门（Verrucomicrobia，7.53％)、放线菌门（Actinobacteria，7.12％）、厚壁菌门（Firmicutes，6.19％）和拟杆菌门（Bacteroidetes，5.35％）以及浮霉菌门（Planctomycetes，5.05％），未分类类群占7.36％。另外，喀斯特研究区发现了低丰度的古菌，如广古菌门（Euryarchaeota，0.047％）和泉古菌门（Crenarchaeota，0.01％）。喀斯特研究区不同植被恢复群落下主要土壤优势真菌门类是担子菌门(Basidiomycota，33.54％)和子囊菌门(Ascomycota，31.17％)以及壶菌门(Chytridiomycota，10.72％)它们在不同森林恢复群落中丰度显著不同。 (3)随着植被群落的恢复发展，土壤细菌丰富度和多样性呈先升高后降低最后趋于平缓的变化过程，各样品间细菌群落结构有所差异;土壤真菌多样性指数出现先明显增加后有所减小的变化，根际和非根际之间的差异性随着植被恢复逐渐减小。土壤有机碳、土壤总氮、pH和土壤含水量等是影响土壤微生物群落的重要影响因子，土壤中钙的有效含量还对真菌群落有显著影响。 2喀斯特研究区森林凋落物物质分解动态和微生物多样性特征 (1)在凋落物分解过程中，有机物质被分解，营养元素释放归还土壤已达到森林自体施肥的过程。在此过程中，因为理化因素引起的自然风化和和生物的分解吸收作用，元素含量表现出各自的变化规律:C、H、K变现为净释放特征，且前期释放率大于后期;金属元素Ca、Mg、Fe、Mn、Na等元素含量变化表现为净富集特征;P在分解前期表现为快速富集，后期凋落物中P逐渐释放，总体上表现为略微的富集效应;C/N比随着凋落物分解逐渐下降，H层显著较低;随着分解进行凋落物pH、W、EC逐渐提高。 (2)高通量测序获得高质量的16S rDNA序列173663条，18S rDNA序列230802条，OTUs稀释曲线趋向平缓，测序覆盖度几乎都在80％以上，表明此次测序结果基本能真实反映凋落物微生物群落。凋落物分解初期的真菌OTUs和丰富度指数较大，随着凋落物分解，细菌Shannon指数从5.98增加到7.61，最后分解阶段细菌丰富度又出现降低，真菌丰富度略有增加的现象，这反映了真菌是一些难分解的有机物质分解过程的主要参与者，是分解者中的先行者，而细菌主要利用可给性最大的无机和有机物质，与真菌相互作用形成共代谢共同分解凋落物。 (3)喀斯特研究区森林凋落物中优势细菌门类（丰度＞1％）是变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门、厚壁菌门等，它们丰度分别是:55.45％、11.01％、10.99％、6.07％、4.03％、3.29％、2.75％;优势真菌门类是子囊菌门和担子菌门，丰度分别是49.01％和37.59％，优势菌纲是Agaricomycetes(36.64％)、Sordariomycetes(16.95％)、Leotiomycetes(15.31％)、Dothideomycete(10.70％) Eurotiomycetes(4.26％)和Pezizomycetes(1.03％)。随着凋落物分解，变形菌门及其下属的多类菌群如α-变形菌纲、γ，-变形菌纲、Rhizobiales目、Sphingomonadaceae（鞘脂单胞菌科），放线菌门和拟杆菌门等优势菌类丰度显著减小，而酸杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门等丰度相对较低的菌类则出现了明显增多的现象，凋落物层细菌群落发生了明显的演替。 (4)喀斯特研究区森林凋落物中优势真菌门类（丰度＞1％）是子囊菌门和担子菌门，丰度分别是49.01％和37.59％，优势菌纲是Agaricomycetes(36.64％)、Sordariomycetes(16.95％)、Leotiomycetes(15.31％)、Dothideomycete(10.70％)Eurotiomycetes(4.26％)和Pezizomycetes(1.03％)。随着凋落物分解，子囊菌门丰度逐渐减小，H层丰度只有L层的1/3;担子菌门丰度逐渐增加，在分解后期演替为最优势门类;其它真菌类群丰度在凋落物分解过程中也发生增加或减小的变化，真菌群落发生了由寄生、弱寄生到腐生菌的演替。 (5)通过pearson相关性和线性回归分析发现，凋落物C/N、Fe、W、EC等对微生物α-多样性有显著性的影响;通过对应分析发现，第一、第二排序轴解释了69.62％、64.32％的凋落物细菌和真菌的变化，C、N、P、K等多项指标对凋落物微生物群落分布有极显著或显著性影响;根据凋落物微生物群落构成的样品聚类分析中各样品间存在差异，相同分解阶段的样品相对聚集。