酸雨作为人类活动引起的全球生态环境问题之一,对森林植物、土壤及生态系统结构和功能过程产生了重大影响,但酸雨对森林生态系统地下生态学过程,尤其是土壤微生物群落结构及代谢的了解不足。我国亚热带地区是酸雨污染严重的地区之一,其中毛竹阔叶混交林是一种扩展很快、且相对稳定的森林类型;酸雨对该生态系统根系状况和土壤生态过程的影响及其驱动机制还不太清楚。为此,本研究于2016～2018年在浙江省天目山国家级自然保护区(30°18′30″N～30°21′37″N,119°24′11″E～119°27′11″E)的毛竹阔叶混交林开展了 3个酸雨梯度的模拟试验(即T1=pH4.0、T2=pH 2.5和CK=pH 5.5),采用根钻法测定毛竹和阔叶树根系的形态特征及生物量分布格局,采用熏蒸法和高通量测序法测定土壤微生物生物量及群落结构,采用红外气体交换法(Li-8100 土壤碳通量自动测量系统)测定土壤呼吸,结合土壤化学和生物学性质测定,探索酸雨对毛竹阔叶混交林地下生态过程的影响规律和驱动机理,主要研究结果分述如下:1、模拟酸雨显著影响林木根系的水平和垂直分布格局。酸雨强烈地抑制阔叶树根系的总根长、总表面积和总体积,分别下降了 40～60%、39～63%和42～62%;而酸雨对毛竹根系的抑制作用较弱,其总根长、总表面积和总体积分别下降了 4～23%、-5%(即增加)～16%和2～30%。在水平方向上,毛竹根系表现为随离样株距离的增加未出现明显变化,而阔树根系则随离样木距离的增加而逐渐减少。在垂直方向上,酸雨处理使毛竹根系分布趋于表层化,而对阔叶树根系的垂直分布影响不显著。另外,T1处理对毛竹细根的比根长影响不显著,但T2处理对毛竹和阔叶树细根的比根长均有显著的抑制作用,表明酸雨对细根的抑制作用随酸雨强度增加而加大。模拟酸雨显著降低了毛竹一、二级侧根节点距,但增加了毛竹侧根数量。2、模拟酸雨对竹阔混交林土壤化学性质和生物学性状产生显著影响。酸雨处理降低了土壤pH值和可溶性有机碳,但增加了土壤全氮、碳氮比、有机碳和碱解氮含量,其中T2处理的增加或降低幅度高于T1处理。酸雨处理使土壤微生物量碳和微生物量氮含量降低了 18～42%和16～32%,但使土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性分别增加了 24～59%、18～51%和32～63%。T1和T2处理分别使土壤纤维素酶的活性降低了12%和 28%。3、酸雨处理降低了土壤细菌群落的α多样性,但增加了土壤真菌的α多样性。共获细菌的修剪序列455 392条,分属34个已知的细菌门类,其中优势细菌门类(相对丰度>1%)为:变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),在不同酸雨处理间差异极显著(P<0.01);节杆菌属和Elsterales属相对丰度变化显著,可作为酸雨胁迫下土壤细菌群落结构变化的指示种。共获真菌的修剪序列601 287条,分属13个已知的真菌门类,其中优势真菌门类(相对丰度>1%)为:子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和毛霉门(Mucoromycota),在不同酸雨处理间差异显著(P<0.05);Bifiguratu属、Geminibasidium属、Purpureocillium属和Oidiodendron属相对丰度变化显著,可作为酸雨胁迫下土壤真菌群落结构变化的指示种。土壤pH和全氮对土壤细菌和真菌群落的多样性和组成影响显著。4、随模拟酸雨的进程,土壤呼吸表现为先增加后下降的趋势。在酸雨处理试验初期(2017年2月前),不同处理之间土壤呼吸速率差异不显著;之后,酸雨处理对土壤呼吸有促进作用;随着酸雨的累积效应增加(2018年3月后),酸雨处理对土壤呼吸产生了显著的抑制作用,T1和T2处理分别比对照降低了 13%和26%。另外,模拟酸雨增加了土壤呼吸的温度敏感性。上述酸雨对土壤呼吸的效应不是通过对土壤温度和湿度的影响,而是通过改变根系生物量、土壤化学性质、酶活性、微生物量、微生物群落多样性等起作用。综上所述,酸雨显著地改变了毛竹阔叶林的根系形态和分布格局、土壤化学性质、酶活性、微生物量、微生物群落组成和结构,进而影响土壤碳循环的主要过程—土壤呼吸,而且这些酸雨效应随模拟酸雨强度的增加而加剧。这些研究结果,不但加深理解全球变化下森林生态系统生物地球化学循环的变化规律,而且对维护亚热带森林生态系统稳定性和预测其生态环境风险有重要的实践意义。