退耕还林是我国重要的一项国策,对陕北等地区生态环境的改善具有十分重要的意义。其中微生物和土壤酶以及土壤中存在的特殊微生物类群共同组成了土壤重要的三大组分之一,他们在营养物质循环、土壤肥力的提高、污染物的清除等发挥着十分重要的作用。但国内外对此方面的研究鲜见系统报道,因此开展本项研究具有十分重要的理论和实践意义。本研究以黄土高原国家生态重点实验站―安塞站为依托,通过对不同生态恢复模式及年限下土壤理化性状、微生物三大类群、微生物生理类群及酶活性的研究,较为系统全面地探讨了黄土丘陵区生态恢复过程中土壤微生物区系动态变化和微生物活性演变过程,并通过对土壤微生物种类数量和土壤肥力等的相关性等分析,提出生态恢复过程中土壤微生物的土壤生物学质量指标。为科学、客观评估我国退耕还林还草工程的环境效应,实现黄土高原地区生态系统的健康持续发展提供科学依据。研究表明:侵蚀环境下坡耕地自然恢复后的土壤理化性状得到显著改善,其中狼牙刺的效果最为明显,其间达到显著正相关关系;杂灌和狼牙刺可总体上显著增加土壤微生物数量和土壤的酶活性,随培养年限的延长,土壤微生物数量也增加;土壤酶活性变化的规律性不一致,但总体是增加的。撂荒后土壤微生物三大类群和生理类群的数量也都有所增加。侵蚀环境下坡耕地人工种植刺槐、柠条、沙棘和苹果园后的土壤理化性质和土壤微生物数量均得到显著增大,与对照相比,理化性状的增幅为5%-340%,其中,沙棘处理增幅最大。随恢复年限的延长,土壤性质得到了连续的改善。总体来说油松-紫穗槐、刺槐-紫穗槐和荒草地改土作用要高于纯林。人工种植苹果后,理化性状随种植年限的延长变化规律性不明显,可能主要与果树丰收和歉收等有关。刺槐林和果园土壤的脲酶和磷酸酶活性显著性增强。沙棘林的土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性都表现出随种植年限的增长显著性增强的变化规律。不同农地利用方式下的土壤有机质、全氮和速效钾含量以及磷酸酶和蔗糖酶活性放牧地最高,土壤全磷、速效磷和碱解氮含量川地最大;不同天然林利用方式下土壤理化性状和酶活性的大小顺序为:辽东栎>杂灌木>侧柏林>狼牙刺>坡耕地;揭示出辽东栎对土壤的改善作用最强;不同农地和天然林利用方式下均会显著增加微生物数量。相关分析结果表明,不同植被恢复模式土壤理化性质、微生物数量以及土壤酶活性之间的相关性随土壤条件的不同而有明显的差异,揭示出在这个生态系统中存在着极其复杂的相互关系,影响这个土壤生态系统的因素特别多,有待以后深入系统研究。主成分是一种重要的分析方法,通过对不同条件下土壤微生物数量、酶活性以及土壤理化性质的主成分分析,结果显示,主成分分析可较好反映土壤不同植被恢复对土壤酶活性的影响,并揭示出不同恢复年限以及植被的恢复效果的高低;同时由于采用土壤微生物和酶活性就可基本反映土壤信息系统的变异信息,故再次证明了微生物和酶活性的重要性以及用来评价植被恢复效果指标的可行性和可靠性。