森林生态系统的功能多样性及其完善是以其复杂的结构和丰富的组分为基础和前提的。伴随着人类生产活动历史,清除林下灌草和凋落物以获取薪柴或作为森林防火措施等活动延续至今；而近几十年来全球气候和环境变化导致了空前规模的森林死亡。但是,上述干扰对地下生态系统的过程和功能有何影响还很不清楚。对此,本研究以我国亚热带马占相思(Acacia mangium Willd)人工纯林为研究对象,开展移除林下植物和地面凋落物的处理对土壤特性的影响研究；同时选择受虫害爆发导致乔木大量死亡的美国北方亚高山针叶林生态系统,测定一系列土壤物理化学和生物特性。旨在研究这些地上生态系统组分的干扰对土壤生态过程的影响,以及探讨土壤生态系统的响应对地上生态系统可能的反馈作用。　　 在华南亚热带马占相思人工纯林下,经过近5年的处理,乔木凋落物移除降低了矿质表层土壤(0-10 cm)水分含量,有机质含量干湿季平均降低23％,碱解氮(N)平均降低18％,有效磷(P)平均降低42％,但使土壤pH值提高了0.14个单位。土壤pH值提高因此减缓阳离子(如K+)的流失,这在当地土壤普遍酸化和阳离子流失严重的背景下对营林措施有一定的指导意义,如根据凋落物酸碱缓冲潜力选择合适的树种建立混交林。林下植物通过创造适合分解者生物生长的微环境使乔木凋落物的年分解速率提高了1倍,因而可能促进土壤碳(C)和养分元素的循环,但同时由于其对水分和养分的吸收,移除林下植物并没有对土壤水分和养分含量产生影响。林下植物和凋落物都对维持土壤微生物生物量起着重要作用。　　 在美国北方亚高山针叶林生态系统中,乔木死亡后从3种途径影响土壤生态系统。第一,根际沉积物的输入以及菌根真菌和细根的周转被终止,导致表层(0-5cm)矿质土壤有机质中的全C和全N在2-4年内都降低了约40％。这表明乔木植物细根生理活动对土壤有机质具有重要贡献,而且土壤有机质中相当大部分可能是易分解的成分。这一结果为研究土壤有机质的形成和分解过程提供了重要信息。第二,树木死亡使土壤微生物生物量下降了30-64％；使细菌在群落中占优势,土壤食物网变成更加依赖细菌通道的能量,主要表现在食细菌线虫的比例上升,而食真菌与植食线虫的比例下降。食物网结构的这一改变将加快土壤C、N的矿化速率和循环速率,从而可能促进地上生态系统中的生长快速的灌草物种在植被恢复中取得优势,而乔木幼苗生长受竞争抑制,减缓乔木层的恢复。第三,树木终止了对土壤无机N尤其是NH4+和速效K等阳离子的吸收,致使这些阳离子在土壤中积累,与H+竞争吸附位点导致H+流失而显著提高了土壤pH值(上升0.05-0.34个单位)。土壤无机N的积累(增加了78-414％),土壤微生物生物量的减少和更加依赖于细菌通道的土壤食物网都将使土壤N流失的可能性大大增加,进一步延缓森林植被恢复。　　 此外,我们还发现在该亚高山针叶林生态系统中,土壤食物网主要受土壤C、N含量的上行效应的控制,尤其表现在营养级下层的土壤微生物生物量和处于营养级上层的捕食性线虫的密度与土壤C、N含量极显著正相关。而处于中间营养级的食微生物的土壤线虫和微型节肢动物的密度由于各自还受到群落内捕食线虫或捕食螨虫的一定程度的下行效应的控制,其密度难以通过食源丰度预测。这一结果丰富了关于上行效应和下行效应控制土壤食物网结构的理论。