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茶树(Camellia sinensis (L.) O. Kuntze)是我国重要的经济作物。茶树的生长过程和施肥等茶园管理措施逐渐改变了茶园土壤性状(如土壤酸化、富含铝离子等),进而对土壤微生物群落产生影响。同时,气候变化将会导致高温等极端天气出现的频率增加,这也会对土壤微生物产生影响。因此,研究茶园土壤微生物群落结构对植茶年限、施肥和高温条件的响应,对深入了解茶园土壤微生物生态,促进茶叶种植产业的可持续发展具有重要的意义。本论文以茶园酸性土壤微生物为研究对象,采用田间试验与实验室模拟相结合的手段,运用基于分子生物学的微生物研究方法,在比较具有相近土地利用年限的茶园生态系统与其他红壤典型农林生态系统(竹林、林地和稻田)土壤微生物群落结构差异的基础上,研究茶树种植年限、施肥以及高温条件对茶园土壤微生物群落结构、土壤微生物硝化和反硝化作用相关功能酶基因的影响,主要研究结果如下：与其他土地利用方式相比,种植茶树显著提高土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、全氮等养分含量、降低土壤pH并减少土壤细菌丰度。土地利用方式显著影响土壤细菌(Global R=0.997, P<0.01)和古菌(Global R=1,P<0.01)的群落结构。茶园土壤具有较高的细菌和古菌多样性,并具有独特的优势菌群。相关与回归分析发现,土壤细菌和古菌香农多样性指数分别与土壤碳氮比(C：N)和土壤pH呈显著的负相关(P<0.01)。综合考虑土壤微生物多样性和土壤养分的保持,种植茶树是一种红壤可持续利用的土地利用方式。应用Illumina MiSeq高通量测序平台和荧光定量PCR(Quantitive Polymerase Chain Reaction, qPCR)技术研究了龙井茶区植茶年限分别为8年(Y8)、20年(Y20)、34年(Y34)和56年(Y56)的茶园和酸性林地土壤中细菌和真菌的群落组成和丰度。研究结果表明,低龄茶园(Y8和Y20)土壤细菌和真菌的丰度显著大于高龄茶园(Y34和Y56),高龄茶园土壤细菌、真菌群落结构相似度较大,且与Y8和Y20茶园不同,说明高龄茶园土壤微生物群落结构相对稳定。茶园土壤细菌主要由变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi).芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicute s)等菌群构成,其中Proteobacteria 在茶园土壤细菌中的含量达到50%。茶园土壤真菌主要由子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)构成,两者约占90%的土壤真菌物种组成,其中Ascomycota在茶园土壤真菌中的含量达到42.67%-67.37%。从低龄茶园到高龄茶园,茶园土壤微生物群落向以下方向演替：Acidobacteria、 Actinobacteria、Chloroylexi 和 Ascomycota菌群含量更高,Proteobacteria何Bacteroidetes含量更低。在1年的田间试验中,用有机肥(OF)、化肥(CF)和不施肥(CK)处理40年种植年限的茶园,每两个月取一次土壤样,应用末端限制性片段长度多态性(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism, T-RFLP)分析土壤细菌和古菌群落结构。同时,采用qPCR技术检测细菌、古菌和功能酶基因(细菌和古菌amoA基因、细菌narG、nirK、nirS和nosZ基因)的丰度。试验结果表明,由于优势菌群的变化,细菌和古菌的群落结构随季节和所用肥料种类的不同而表现出明显差异(P<0.01),并且受到土壤温度的显著影响(P<0.01)。所检测基因的丰度也随季节而变化,有的在7月份最低(细菌、古菌和古菌amoA基因),有的在9月份最低(细菌amoA基因和反硝化功能酶基因(除nirK基因))。施用有机肥可以增加土壤有机碳和全磷等的含量,缓解土壤酸化,提高土壤微生物的数量,从而改善茶园土壤环境,但是化肥处理对这些基因丰度的影响相对较小。土壤养分以及土壤pH等化学性状综合影响了土壤细菌和古菌的群落结构以及微生物丰度,其中土壤有机碳含量是土壤化学性状中最为重要的一个因子,与除古菌amoA和nirK基因外的其余基因丰度均有显著的相关性(P<0.05)。采用6周的实验室模拟培养试验,研究茶园土壤微生物群落对高温的响应,培养条件包括：两种培养温度(25℃和35℃),每一培养温度下,设置3种土壤孔隙含水量,即30%、55%和80% WFPS (water-filled pore space)。采用qPCR分析3大菌群(细菌、古菌和真菌)及与氮素转化相关的功能酶基因(细菌和古菌amoA,细菌nirK)的丰度。用T-RFLP分析土壤细菌、真菌和古菌群落结构。结果表明,高温影响氮素转化过程,抑制土壤铵态氮向硝态氮的转化并提高了土壤pH。高温、干旱减少硝化和反硝化功能酶基因(细菌和古菌amoA、细菌nirK)的丰度。但在80%WFPS条件下,在培养末期,35℃培养条件下的所有基因(除细菌amoA基因)的丰度均高于25℃培养条件。高温和土壤水分通过改变优势菌群(T-RFs)的相对丰度及选择新的优势菌群,从而对3大菌群的群落结构有显著的影响(P<0.01)。此外,不同水分条件下3大菌群对高温的响应还受培养时间的影响(P<0.01)。