土壤矿质氮有效性是影响脆弱生态系统地上植被群落和地下根系功能稳定的关键因子,而异化硝酸盐还原过程直接影响土壤矿质氮的蓄持与流失。为此,本论文从黄土丘陵区广泛分布的刺槐林植被的生态功能稳定性与可持续发展的角度出发,以刺槐林不同恢复年限的根区土壤为研究对象,采集野外土壤样品,综合运用乙炔抑制法、15N同位素示踪法、Illumina平台高通量测序技术、实时荧光定量PCR技术,量化了退耕地土壤异化硝酸盐还原过程速率,探明了异化硝酸盐还原微生物群落演变特征及关键环境驱动因子、功能基因的表达量及活性表达量,解析了异化硝酸盐还原过程速率与活性功能基因群之间的定量偶联关系。主要结论如下:1、随着刺槐林恢复年限的增加,异化硝酸盐还原产铵（DNRA）速率逐渐减小;与农田土壤相比,反硝化速率在恢复35年后显著增加,表明刺槐林恢复抑制了DNRA过程,促进了反硝化过程。2、随着刺槐林恢复年限的增加,DNRA过程的功能基因nrf A的表达量逐渐减小,微生物群落的丰富度和多样性显著降低,从而导致DNRA速率减小。刺槐林恢复过程中,微生物群落中的物种主要为变形菌门（Proteobacteria）、纤维堆囊菌属（Sorangium）,微生物群落结构发生显著变化,有机碳（OC）和微生物量碳（MBC）是影响DNRA微生物群落的关键环境因子,恢复10年时的共发生网络模式更加复杂;随着刺槐林恢复年限的增加,反硝化过程的功能基因nap A、nar G、nir K、nir S、nos Z的活性表达量在刺槐林恢复后期显著增加,微生物群落的丰富度显著增加,从而导致反硝化速率显著增加。微生物群落中的物种主要为变形菌门（Proteobacteria）、固氮螺菌属（Azospirillum）和色假高炳根氏菌属（Pseudogulbenkiania）,微生物群落结构无显著变化,有机碳（OC）、全磷（TP）、有效磷（AP）和铵态氮（NH4+）是影响微生物群落的关键环境因子,恢复35年时的共发生网络模式更加复杂。3、综合分析发现:1)DNRA速率与TP显著正相关,与OC、MBC负相关;反硝化速率与OC、MBC显著正相关。2)DNRA速率与nrf A基因的表达量和活性表达量、微生物群落的丰富度和多样性指数存在多种偶联机制,DNRA速率因而受制于菌群多样性和功能基因的联合作用。3)基因活性表达量比值nos Z/（nir K+nir S）是预测反硝化速率的关键变量,反硝化速率受限于菌群丰度和nir K、nir S、nos Z功能基因的联合作用。综上所述,本研究解析了黄土丘陵区人工刺槐根区土壤中异化硝酸盐还原过程的速率和微生物菌群多样性与网络稳定性及其演变特征,明确了异化硝酸盐还原速率与环境因子、微生物群落及功能基因的生态联结与定量响应关系,在理论上对理解刺槐林土壤矿质氮养分的平衡和归趋具有一定的科学价值,在实践中可为人工刺槐土壤氮素养分平衡管理策略的制定提供依据。