随着全球气候变暖与氮沉降加剧,长白山以小叶章为代表的低海拔地区草本植被上侵至苔原带,显著地改变苔原带原有植物群落组成,进而可能对苔原带土壤微生物群落结构与土壤碳氮循环过程产生深远影响。然而,以往的研究更多地关注小叶章上侵对地上植被群落的影响,而对土壤微生物影响的研究还十分有限。因此,本研究以长白山西坡苔原带不同上侵程度的小叶章斑块（轻度上侵,小叶章盖度＜5%;中度上侵,小叶章盖度45%-55%;重度上侵,小叶章盖度＞95%）土壤为研究对象,利用高通量测序、荧光定量PCR、网络分析等技术手段研究小叶章不同上侵程度对土壤理化特征、土壤微生物群落结构、网络关系、生理特性及关键功能基因的影响,并通过冗余分析等方法揭示小叶章上侵对土壤微生物的作用机制,为更好地预测未来长白山植被变化对地下生态过程的影响提供理论依据。获得的主要研究结果如下:小叶章上侵显著地改变土壤理化性质。其中重度上侵土壤有机碳、土壤碳氮比、土壤碳磷比和土壤氮磷比与轻度上侵相比分别显著降低了30.03%、23.15%、45.28%和26.97%;重度上侵总磷、可溶性有机碳和可溶性有机氮与轻度上侵相比分别显著增加了21.93%、16.46%和32.75%。然而,小叶章上侵对土壤总氮、氨态氮、硝态氮、p H和含水率没有显著影响。小叶章上侵程度显著地改变土壤微生物群落结构。小叶章上侵程度显著地改变细菌和真菌的β-多样性,而没有显著地影响α-多样性。随着小叶章上侵程度增加,显著地提高细菌中变形菌门和放线菌门的相对丰度以及真菌中担子菌门的相对丰度,而显著地降低细菌中酸杆菌门、绿弯菌门和浮霉菌门的相对丰度以及真菌中子囊菌门的相对丰度,暗示着小叶章上侵促进细菌和真菌群落类型向富营养方向转变。冗余分析表明,p H、土壤含水率、土壤有机碳、总氮、土壤碳氮比是影响细菌群落组成的主导因素,可溶性有机碳和土壤有机碳是影响真菌群落组成的主导因素。小叶章上侵程度显著地影响土壤微生物共现网络。具体表现在,中度上侵和重度上侵时,细菌分子生态网络节点数和边数显著高于轻度上侵,且先增加后略有降低,其中正相关边数的比例呈现先降低后增加的变化趋势,暗示着细菌之间相互作用先增强后减弱,且由竞争转向合作。尽管小叶章上侵程度没有显著地影响真菌分子生态网络节点数和边数,但真菌之间的协同作用增强。细菌群落较真菌群落来说对小叶章上侵更为敏感。小叶章上侵显著地影响土壤微生物特性。小叶章重度上侵的土壤微生物量碳氮较轻度上侵分别提高了20.56%和18.70%。小叶章上侵的碳循环酶、氮循环酶和磷循环酶活性的平均化学计量比为1:0.69:1.39,偏离全球生境碳循环酶、氮循环酶和磷循环酶活性的化学计量比1:1:1,表明苔原带具有较低的氮循环酶活性和较高的磷循环酶活性。水解酶活性的向量角度大于45°,说明长白山苔原带磷限制强于氮限制。通过qPCR对功能基因进行定量分析,amoA-AOA、nirS、nif H、LMCO和cbhⅠ的基因丰度在中度上侵时显著高于轻度上侵和重度上侵,随着小叶章上侵程度的加剧土壤木质素降解、纤维素降解、固氮和反硝化作用呈先增加后降低的趋势。基于PICRUSt2技术探究潜在碳氮循环功能,发现小叶章上侵改变了参与土壤有机质降解的细菌和真菌比例,使有机质降解过程朝着更有利于草本植物降解的方向变化。与轻度上侵相比,重度上侵细菌参与的潜在氮循环功能增加,细菌和真菌参与的潜在固碳功能有所下降。综上,小叶章上侵降低土壤有机碳、土壤碳氮比、土壤碳磷比和土壤氮磷比,增加了总磷、可溶性有机碳和可溶性有机氮等土壤养分条件。土壤养分结构发生变化,改变了土壤细菌和真菌的β-多样性和优势菌门相对丰度,使微生物群落向富营养方向转化。细菌和真菌的相互作用关系和微生物群落结构的变化,致使土壤微生物功能也发生改变。小叶章上侵前后,土壤微生物有机质降解功能和氮循环功能增强,增加土壤养分有效性,但不利于土壤有机碳的存储;土壤微生物固碳功能减弱,碳固持能力下降不利于对大气中CO2的固定,在一定程度上影响全球气候变化。本研究系统阐释了小叶章上侵对土壤微生物的作用机制,为更好地预测未来长白山植被变化对地下生态过程的影响提供理论依据。