隧道工程建设给地方交通和经济发展带来便利的同时,不可避免会对土壤生态系统产生不同程度的直接和间接影响。在岩溶区,隧道开挖引起的排水效应造成地下水漏失和地表水下降,使土壤性质和土壤质量发生变化,进而影响土壤中微生物群落的多样性、组成和功能代谢,导致土壤生态系统发生变化。本文以重庆市中梁山岩溶槽谷区隧道影响区和无隧道影响区的土壤微生物群落为研究对象,基于16S rDNA测序和宏基因测序的分子生物学技术,研究隧道建设下土壤微生物多样性、物种组成和功能组成变化的响应机制。主要结论如下:(1)土壤理化性质分析表明隧道建设后土壤含水率、土壤全效养分和速效养分含量均下降,土壤容重和土壤pH上升。相比于无隧道影响区,隧道影响区土壤含水率降低了15.47%,土壤pH增加了5%。土壤有机质、全氮、全磷和全钾在隧道影响区含量较低,其中土壤全磷含量在隧道影响区变化最明显,减少了26.02%。土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量在隧道影响区分别减少了6.82%、6.64%和10.97%。根据全国第二次土壤普查养分分级标准可知,隧道影响区土壤全效养分和速效养分的等级降低,土壤肥力普遍偏低。因此隧道建设后地下水位降低,土壤环境表现出低含水率、高pH和寡营养的特征。(2)利用16S rDNA测序技术分析土壤微生物群落组成,结果表明隧道影响区较低的土壤养分含量,使其土壤微生物优势菌群逐渐演变为以适应低营养环境为主的微生物。在隧道影响区的78个特有属中,铁氧化菌(Ferrovum)的相对丰度最高;在无隧道影响区的104个特有属中,硫碱螺旋菌属(Thioalkalispira)的相对丰度最高。在隧道影响区与无隧道影响区的749个共有属中,RB41和norank＿c＿Acidobacteria为显著差异的属,相对丰度均表现为隧道影响区较高。冗余分析结果显示土壤速效养分和pH是影响龙凤岩溶槽谷区土壤微生物群落的重要因素,表明隧道影响区优势菌群是以酸杆菌门为代表的k-策略者(寡营养型)~1微生物,而无隧道影响区优势菌群是以γ-变形菌为代表的r-策略者(富营养型)微生物。(3)利用宏基因组测序分析土壤微生物功能组成变化特征,结果表明随着隧道影响区土壤水分和养分的流失,微生物代谢活动减少,能量代谢和营养循环受到阻碍。在KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)功能上,隧道建设降低了氨基酸的生物合成和丙酮酸代谢等能量代谢相关功能;在CAZy(Carbohydrate-active enzyme)功能上,隧道建设降低了糖苷水解酶的丰度,尤其是β-葡萄糖苷酶。环境因子与微生物功能组成的相关性分析显示,碱解氮为隧道影响区与无隧道影响区土壤功能的主要影响因子,这说明隧道影响区土壤养分的流失,不利于土壤微生物的营养代谢活动。本文将分子生物学测序技术应用在岩溶槽谷区隧道建设下土壤微生物群落变化上,结合土壤理化性质分析隧道影响区土壤微生物组成与功能变化特征,对该地区生态环境保护具有重要意义。