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土壤微生物作为生态系统中的分解者,是有机碳循环的重要驱动力。土壤微生物不仅参与一系列土壤生化过程,而且对环境变化响应迅速。气候模型预测未来全球及区域尺度的降水格局将发生改变,尤其是降雨量的变化。由于人类活动引起大量活性氮进入大气,进而以氮沉降方式进入陆地生态系统,导致全球的氮沉降速率均呈现持续增加趋势。我国已经是全球大气氮沉降速率最高的三大地区之一。森林生态系统在陆地生态系统中有着举足轻重的作用,气候过渡带森林的生态系统敏感而脆弱,能对外界环境变化产生迅速的响应。目前关于降水变化和氮添加如何影响气候过渡带森林生态系统土壤微生物及其潜在机制的研究仍然缺乏。2016年6月我们在中国中部亚热带-暖温带过渡带的落叶阔叶林中设置了一项野外控制实验,包括6种实验处理:对照、增雨50%、减雨50%、氮添加50kg N ha-1 year-1、增雨结合氮添加、减雨结合氮添加。通过磷脂脂肪酸分析方法（PLFAs）研究降水变化和氮添加对土壤微生物生物量和群落结构的影响。三年实验数据（2017-2019）表明,增雨提高土壤湿度1.09 V/V%,但是不影响土壤温度、pH、硝态氮、铵态氮、有机碳、总氮、碳氮比和细根生物量。减雨显著降低土壤湿度1.92 V/V%、铵态氮1.68%,相反却提高硝态氮23.66%、有机碳14.38%、碳氮比1.31（绝对变化）。减雨不影响土壤温度、pH、总氮和细根生物量。氮添加显著降低土壤pH 0.04（绝对变化）,提高硝态氮26.80%、铵态氮21.54%、总氮6.91%,但是不影响土壤温度、湿度、有机碳、碳氮比和细根生物量。增雨不影响土壤微生物生物量碳、氮;减雨土壤微生物生物量碳没有影响,却显著降低土壤微生物生物量氮10.00%。氮添加显著降低土壤微生物生物量碳20.75%、微生物生物量氮10.35%。增雨与氮添加对土壤微生物生物量碳存在显著拮抗作用。2019年数据表明增雨处理对土壤微生物群落结构没有影响,减雨显著降低土壤微生物PLFAs总量14.58%、革兰氏阴性菌PLFAs量18.53%、革兰氏阳性菌PLFAs量17.92%、细菌PLFAs量16.63%。减雨提高土壤真菌PLFAs量27.21%、真菌/细菌比值0.07（绝对变化）,但是不影响放线菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量、革兰氏阳性菌/阴性菌比值。氮添加降低土壤微生物PLFAs总量14.26%、革兰氏阴性菌PLFAs量13.85%、革兰氏阳性菌PLFAs量20.31%、丛枝菌根真菌PLFAs量19.79%、细菌PLFAs量13.35%、真菌PLFAs量29.25%、革兰氏阳性菌/阴性菌比值0.08（绝对变化）、真菌/细菌比值0.03（绝对变化）,氮添加不影响放线菌PLFAs量。增雨与氮添加对革兰氏阳性菌PLFAs量和革兰氏阳性菌/阴性菌比值存在显著拮抗作用。本实验发现增雨处理对土壤微生物群落生物量和结构没有作用,减雨处理和氮添加通过降低土壤湿度和土壤pH值抑制底物的有效性和扩散,同时降低土壤微生物活性和酶活性,降低土壤微生物生物量和PLFAs量,导致土壤有机碳的累积。增雨通过提高养分的可利用性缓解氮添加对土壤微生物生物量碳、革兰氏阳性菌PLFAs量和革兰氏阳性菌/阴性菌比值的抑制作用。本论文的结果和发现为全面深入地理解森林生态系统碳库和土壤微生物群落对全球变化的响应提供关键的实验证据。