土壤碳循环是土壤生态系统元素循环的核心,也是土壤氮、硫、磷循环的驱动因子。研究森林植被的改变引起的土壤微生物的改变,微生物又会改变地下土壤中的元素循环,对全球环境治理有重要意义。竹子因具有较高的经济价值,据不完全统计,我国竹林的面积增长速度非常快,可达到每年3%左右的速度,扩张的面积达五万公顷之多,对周边森林的生态系统造成的严重影响,同时竹林扩张作为植物入侵的一种特殊现象,被国内学者关注。本研究试图从碳循环角度来研究竹林扩张对土壤微生物群落结构及功能的影响,为竹林生态系统的科学管理提供数据,并为其他入侵植物的治理提供依据。本研究以浙江省庙山坞的亚热带森林中纯人工毛竹林、被毛竹入侵以后与亚热带次生常绿阔叶林形成的混交林以及阔叶林三种森林类型为研究对象,利用DNA-SIP（DNA-stable isotope probing）技术检测出在不同浮力密度层级中参与碳素循环的16S和ITS基因的相对丰度,分析筛选出通过13C-淀粉标记后的13C-DNA富集位置,结合高通量测序（16S rDNA,ITS）技术对参与土壤碳循环的微生物群落组成进行研究。同时本研究还通过不同尺寸网孔径进行了根、菌根、微生物的过滤分离,用来阐释土壤微生物在根、菌根的作用下如何参与土壤碳循环的过程,为竹林扩张机制的研究提供科学理论,为竹资源的开发利用提供依据。主要研究结果及结论如下:本研究中纯毛竹林、被毛竹入侵的常绿阔叶林、阔叶林三种林型以及不同土壤生物组分的16S基因与ITS基因均得到不同程度的标记与分离。毛竹林扩张后形成的毛阔混交林的土壤根际碳周转细菌的主要菌门以及菌纲相对丰度有变化,但是不显著,主要菌属的相对丰度有显著变化,三个林地在属水平均存在显著性差异,起到重要作用的碳循环细菌不同。纯毛竹林物种总数和群落多样性最高,毛竹林与混交林的土壤碳循环细菌群落结构接近,阔叶林与混交林的土壤碳循环细菌群落结构接近,毛竹林与阔叶林的土壤碳循环细菌群落结构存在显著性差异。毛竹林在入侵阔叶林过程中通过使被入侵地土壤碳循环细菌的群落结构发生演替,逐步改变土壤环细菌群落功能,实现入侵。毛竹林扩张土壤碳循环真菌在各个分类水平聚类的都比较少,门、纲水平物种相对丰度有变化,但是不明显,三种林型相比较,只有毛竹林和阔叶林土壤中有起到重要作用的土壤碳循环真菌属类,这些菌属的改变可能决定毛竹林入侵是否成功。根、菌根的作用使毛竹林扩张地区土壤根际碳周转细菌、真菌的主要门、纲的相对丰度发生变化,三种不同生物组分的土壤中只有根、菌根存在时有起到重要作用的碳循环细菌,没有重要作用的真菌,菌根、根的作用可以通过改变土壤细菌群落来改变土壤质地等。根和菌根的同时作用使毛竹林扩张地区土壤根际碳周转细菌的物种多样性上升,使真菌的下降;菌根的作用使毛竹林扩张地区土壤根际碳周转细菌、真菌的物种多样性上升。本研究表明:竹林扩张后造成土壤微生物物种总数及群落多样性的变化,继而引起相关群落的功能变化。在群落变化过程中,植物的根系以及菌根的定植都会影响微生物物种总数和多样性。本研究中聚类到门水平土壤碳循环细菌门数远多于真菌,土壤碳循环可能主要是由细菌推动的。竹子扩张的微生物学机理:一方面竹子通过增加有利于自身对土壤养分获取的微生物丰度提高自身竞争力;另一方面通过降低地带性树种吸收应养分相关的细菌、真菌,减弱地带性树种对养分的获取能力,可从地下层土壤微生物与元素循环角度解释有关竹林扩张对森林生态系统更影响的研究。