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我国红壤丘陵区是世界上水土侵蚀严重的区域之一。二十世纪八十年代起，该区开展了大规模的造林工作，一定程度上遏制了水土流失，然而，近来该区人工林出现林分退化、林下植被多样性及覆盖度降低等生态退化现象。适宜的林分类型可增强生态系统稳定性，改善土壤性状；土壤微生物学特征对植被及土壤性状变化响应敏感。因此，通过收集资料、野外调查及室内分析的方法，以红壤丘陵区人工林及林下土壤为研究对象，本文围绕该区典型人工林土壤理化性质及微生物学特征展开研究。主要结果与结论如下：
1.研究红壤丘陵区主要土壤类型下马尾松人工林的主要土壤理化性质变化特征。
(1)土壤酸化特征。土壤酸化特征以土壤pH、盐基饱和度和交换性铝等指标描述。对于花岗岩研究区：土壤pH随马尾松林恢复程度减弱而增加，在荒草地最大，为5.25(0-20cm)和5.36(20-40 cm)；土壤盐基饱和度分布特征与pH相似；土壤交换性铝随马尾松恢复程度减弱而下降；土壤交换性镁随马尾松恢复程度减弱而升高。对于第四纪红黏土研究区：土壤pH随马尾松恢复程度减弱而升高；盐基饱和度在马尾松林规律性不明显；交换性铝随马尾松恢复程度减弱而降低，在次生天然林最高，为5.47 cmol kg-1(0-20 cm)和5.92 cmol kg-1(20-40 cm)；土壤交换性钙和交换性镁总体随马尾松恢复程度减弱而下降。对于红砂岩研究区：土壤pH和盐基饱和度均随马尾松恢复程度减弱而减小，在荒草地最低；土壤交换性铝总体随马尾松恢复程度减弱而增加；土壤交换性钙和交换性镁的最高值均在次生天然林。因此，土壤酸化是该区马尾松人工林中较普遍的问题；第四纪红黏土和红砂岩发育红壤区的马尾松人工林还存在土壤交换性钙镁缺乏的问题。
(2)土壤物理性状。土壤物理性状以土壤黏粒含量、容重、自然含水量与土层厚度描述。对于花岗岩研究区：土壤黏粒含量总体随马尾松林恢复程度减弱而降低，在次生天然林最高，为28.03％(0-20 cm)和26.85%(20-40 cm)；土壤容重、土壤自然含水量和土层厚度在马尾松样地规律性不明显。对于第四纪红黏土研究区：土壤黏粒含量和容重均随马尾松恢复程度减弱而升高；土壤黏粒含量在荒草地最高，为46.1%(0-20 cm)和44.3%(20-40 cm)，在次生天然林最低，为25.5%(0-20 cm)和22.6%(20-40 cm)；土壤含水量在各样地规律性不明显；土层厚度值随马尾松恢复程度减弱而下降，在荒草地最小(≈30cm)。对于红砂岩研究区：土壤自然含水量总体随马尾松恢复程度减弱而减小，最高值和最低值分别在次生天然林和荒草地；土壤容重随马尾松恢复程度减弱而增大，最低值在次生天然林，为1.33 g cm-3(0-20 cm)和1.30 g cm-3(20-40 cm)；土层厚度随马尾松恢复程度减弱而减小。因此，土壤浅薄化是红壤丘陵区马尾松林典型问题；除此之外，土壤质地粘重在第四纪红黏土区马尾松林中较突出；土壤保水性能差在砂岩研究区的马尾松林较明显。
(3)土壤养分特征。土壤养分特征以土壤全氮、碱解氮、全磷、全钾和速效钾描述。对于花岗岩研究区：土壤全氮和碱解氮总体随马尾松恢复程度减弱而下降，均在次生天然林最大；土壤全磷分布特征与全氮相似，土壤全钾和速效钾在各样地间差异不显著。对于第四纪红黏土研究区：土壤全氮和碱解氮总体均表现为随马尾松恢复程度减弱而降低，最高值和最低值分别在次生天然林和荒草地；土壤全磷、全钾和速效钾在各样地规律性不明显。对于红砂岩研究区：土壤全氮和碱解氮总体随马尾松恢复程度减弱而减小，最高值和最低值分别在次生天然林和荒草地；土壤全钾最高值在荒草地，在0-20 cm土层表现为随马尾松恢复程度减弱而增加；土壤速效钾随马尾松恢复程度减弱而增大；土壤全磷随马尾松恢复程度减弱而降低。因此，红壤丘陵区马尾松人工林土壤氮和磷含量较缺乏，其中，红砂岩发育红壤区的马尾松人工林土壤钾含量较易损失。
总之，红壤丘陵区马尾松林存在土层浅薄化、土壤酸化、以及土壤氮磷缺乏的问题。其中，第四纪红黏土发育红壤区的马尾松人工林还存在土壤钙镁离子较易缺乏、土壤质地粘重的问题，红砂岩发育红壤区的马尾松人工林还存在土壤钙镁离子、及钾在缺乏的问题。
2.以第四纪红黏土发育的红壤为例，比较红壤丘陵区典型针叶人工林(马尾松、杉木和湿地松)土壤酶活性和微生物学特征。在0-20 cm土层，土壤转化酶和脲酶活性均在马尾松显著较低，而在20-40 cm土层，二者的最高值均在杉木林，分别为4.08 Glucose mg g-1soil24 h-1和0.40 NH3-N mg g-1 soil24 h-1；土壤过氧化氢酶活性均在湿地松样地较高；土壤多酚氧化酶活性在湿地松和杉木相对高于其他样地。在0-20 cm土层，土壤基础呼吸(SBR)在湿地松和杉木显著(P<0.05)高于其他样地，分别为150.56 mg kg-1和157.94 mg kg-1；土壤微生物生物量碳(MBC)和MBC/C均在湿地松和杉木林较高；土壤微生物生物量氮
(MBN)均在马尾松林最低，而微生物代谢熵(qCO2)在马尾松和荒草地较高；在0-20 cm土层，MBC/MBN的最高值和最低值分别在湿地松(8.68)和荒草地(3.37)，而在20-40 cm土层，该值在湿地松(5.21)和杉木样地(5.09)高于其他样地；土壤碳氮比(C/N)在荒草地和马尾松样地较高。BIOLOG分析显示，土壤微生物群落活性总体在杉木和湿地松较高，在马尾松与荒草间差异不明显；主成分分析亦表明，土壤微生物群落活性在杉木和湿地松与其他样地分异特征明显；Shannon和Pielou指数也有相似的分布特征。
典型相关分析显示，各酶活性在酶活性整体的作用较均衡，而MBC和MBN在微生物学特征中起主要作用。土壤基本化学性质、酶活性和微生物学特征综合特征表明，湿地松和杉木与其他样地分异明显；与马尾松相比，湿地松和杉木可一定程度上缓解土壤酸化和土壤氮缺乏现象，并且林下土壤具有较强的生化功能和微生物学特征。
3.以花岗岩发育的红壤为例，比较红壤丘陵区典型人工林(马尾松、杉木、马尾松杉木混交林和杉木酸枣混交林)土壤酶活性和微生物学特征。土壤转化酶活性总体在杉木最低(5.36 Glucose mg g-1 soil24 h-1)；土壤酸性磷酸酶活性在0-20 cm和20-40 cm土层的最高值分别在次生天然林(2.780 p-nitrophenol mg g-1 soil24 h-1)和杉木酸枣混交林(0.665p-nitrophenol mg g-1 soil24 h-1)；土壤过氧化氢酶活性规律性不明显；土壤多酚氧化酶活性在在杉木和杉木酸枣混交林较高。在0-20 cm土层，MBC在马尾松杉木混交林(138.61 mgkg-1)和杉木林(147.85 mg kg-1)较低，MBN在马尾松林最低(21.46 mg kg-1)；在20-40 cm土层，MBN在马尾松(12.84 mg kg-1)和杉木林(11.97 mg kg-1)较低；在0-20 cm和20-40cm土层，SBR的最高值分别在次生天然林(366.51 mg kg-1)和杉木酸枣混交林(274.44 mgkg-1)；MBC/C最低值在马尾松杉木混交林，为0.96%(0-20 cm)和0.76%(20-40 cm)；MBC/MBN在杉木酸枣混交林表现较高；qCO2的最低值和最高值分别在次生天然林和马尾松杉木混交林；土壤C/N在次生天然林和杉木酸枣混交林较低；BIOLOG分析显示，土壤微生物群落活性总体在次生天然林和杉木酸枣混交林较高；并与其他林地分异特征明显；Shannon和Pielou指数反映出在天然林和杉木酸枣混交林有较高的土壤微生物群落多样性特征。
典型相关分析显示，土壤酶活性中起主要作用的是酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性；土壤微生物学特征中起主要作用的是MBC和MBN。土壤基本化学性质、酶活性和微生物学特征综合特征分析表明，杉木酸枣混交林与其他人工林有一定分异；杉木酸枣混交林可一定程度改善该区土壤氮缺乏问题，并且林下土壤具有较强的土壤生化功能和土壤微生物学特征。
4.以红砂岩发育的红壤为例，比较红壤丘陵区典型人工林(湿地松、马尾松、湿地松马尾松混交林和湿地松樟树混交林)土壤酶活性和微生物学特征。土壤转化酶活性在次生天然林和湿地松樟树混交林较高，在湿地松样地最低。在0-20 cm土层，土壤脲酶活性的最高值和最低值分别在次生天然林(0.297 NH3-N mg g-1 soil24 h-1)和湿地松林(0.152NH3-N mg g-1 soil24 h-1)，在20-40 cm土层，该值在湿地松和湿地松马尾松混交林较低；土壤多酚氧化酶活性在在湿地松较低；在两土层，SBR、MBC和MBN均在天然林地较高，在人工林纯林较低；土壤MBC/C在湿地松樟木混交林较高，为1.54(0-20 cm)和1.40(20-40cm)；土壤qCO2在次生天然林和湿地松樟树混交林较低；MBC/MBN在天然林显著(P<0.05)较高，达10.66(0-20 cm)和9.88(20-40 cm)，在湿地松、马尾松和湿地松马尾松混交林较低；土壤C/N在湿地松马尾松混交林较高，在次生天然林较低。
典型相关分析显示，各土壤酶活性作用较均衡；土壤微生物学特征中起主要作用的是MBC和MBN；土壤基本化学性质、酶活性和微生物学综合特征分析表明，各样地分异特征较明显，湿地松樟树混交林一定程度上可改善土壤氮缺乏、酸化等问题，并且林下土壤有较强的生化强度和微生物学特征。
总而言之，3种典型针叶树种(杉木、马尾松和湿地松)中，杉木和湿地松对林下土壤酶活性和微生物学特征的影响优于马尾松样地；杉木酸枣混交林或湿地松樟树混交林可一定程度改善林下酶活性和微生物学特征，效果优于针叶纯林、以及针叶树种之间的混交林，如杉木纯林，马尾松纯林，湿地松纯林，湿地松马尾松混交林和马尾松杉木混交林。