土地利用方式改变是影响土壤碳氮过程和全球气候变化的一个重要因素。近年来，随着茶叶市场需求的进一步扩大，马尾松林地转茶园的土地利用方式快速推广，但有关该土地利用方式转变对土壤碳氮过程的影响及其机制还缺乏了解。本研究基于连续的5年田间原位观测试验，以马尾松林、马尾松林地转茶园为研究对象，选用物理性质（土壤容重、温度和水分等）、土壤碳氮含量（有机碳、可溶性有机碳、总氮、铵态氮和硝态氮等）和微生物学特性等多项指标，结合土壤呼吸、土壤氮素矿化、硝化和反硝化作用等，分析土地利用变化对碳氮过程的影响。旨在为亚热带低丘缓坡地的合理开发利用（兼顾经济和生态环境的“双赢”）提供理论依据。主要研究结果如下:　　1、马尾松林地转茶园对土壤性质和微生物变量的影响　　马尾松林地转茶园后，pH值呈先增加后降低的趋势。在土地利用方式改变的第1、2年，新转茶园常规施肥处理(T_N)土壤有机碳含量和全氮含量显著降低。之后随着植茶年限的增加，土壤有机碳和全氮含量呈现一定的递增趋势。土壤微生物生物量碳和有机质呈现相似的规律，其随着植茶年限的增加而增大。施肥提高土壤微生物生物量氮的含量。马尾松林地转茶园初期增加了土壤真菌和细菌群落的多样性，随着茶树种植年限的增加，土壤微生物群落物种丰富度增加但微生物群落多样性减少。　　2、坡地土地利用方式转变对地表径流氮素损失的影响　　茶园地表径流量（308.80±4.88mm yr-1）明显高于马尾松林(138.90±5.20mmyr-1)，径流系数分别为0.10和0.22。马尾松林和新转茶园地表径流总氮损失量分别为4.51±0.66和11.07±4.03kgN ha-1yr-1。两种土地利用类型地表径流氮素损失的差异主要受地表覆盖类型、施肥及翻耕作用的影响。　　3、马尾松林地转茶园对土壤氦素矿化的影响　　利用室内恒温好气培养法研究马尾松林地转茶园对土壤氮素矿化作用的影响发现:马尾松林地土壤易矿化氮库矿化势(N0)和易矿化速率常数(k1)随着时间的推移基本保持不变，其N0变化范围在8.55～9.18mg kg-1之间，均值为8.99±1.54mg kg-1。k1值变化范围在0.24～0.27d-1之间，说明可矿化氮以每天0.24～0.27的平均速率矿化释放。马尾松林地转植茶园后，N0和k1值年际差异较大。在马尾松林地转茶园一年后，N0含量为7.38±1.24mg kg-1，比马尾松林地转植茶园前减少19.7％。说明在土地利用转变后的第一年里，土壤有机质的矿化作用受到了激发，导致后期土壤可供有机氮量较少且矿化时间较为短暂。马尾松林地转植茶园后第3年开始，N0含量呈现增加的趋势，标志着土壤活性有机氮库增加。　　4、马尾松林地转茶园对土壤呼吸作用的影响　　受温度和降雨的影响，F和TN处理土壤异养呼吸（Rh）具有明显的季节性差异，表现为夏季高、冬季低的变化趋势。马尾松林和茶园土壤Rh累积排放量分别为4748.02±576.71和4380.71±653.36kgCha-1yr-1。马尾松林土壤因含有更丰富的土壤有机碳、全氮及微生物生物量碳氮含量，其土壤Rh较茶园土壤高。马尾松林地转茶园第1年，受人为剧烈扰动后明显促进了土壤呼吸作用。　　5、马尾松林地转茶园对土壤CH4、N2O和NO排放通量的影响　　马尾松林和茶园土壤是大气CH4重要的汇，这主要是因为好气的土壤环境有利于甲烷营养微生物的生长，可氧化消耗大气中的CH4。F和TN处理土壤CH4年累积排放量分别为-0.62±0.14kgC ha-1yr-1和-0.29±0.13kgC ha-1yr-1。林地转茶园后降低了CH4吸收汇强度，可能是由于马尾松林地转茶园后降低了土壤有机质含量，甲烷营养菌活动相对较弱的原因导致。F和TN处理土壤N2O年累积排放量分别为0.27±0.02和3.05±0.44kg N ha-1yr-1。马尾松林地转茶园后第1年显著增加了土壤N2O和NO的年累积排放量，可能主要源自土壤有机氮的矿化。受施肥作用及土壤有机质含量的逐渐积累的影响，土壤N2O和NO的排放呈逐年增加的趋势。　　6、马尾松林地转茶园对生态系统碳氮平衡的影响　　整个观测期间，马尾松林生态系统表现为碳汇，其碳汇量为1.13Mg C ha-1yr-1，净初级生产力(NPP)和Rh分别是马尾松林生态系统最主要的C输入和输出要素。茶园生态系统C的输入途径主要有:菜籽饼肥投入产生的C输入(1078.0kg C ha-1yr-1)、NPP和CH4吸收。茶园生态系统C的输出途径主要为Rh。马尾松林地转茶园后的第1、2、3年，茶园生态系统表现为碳源，即在茶树幼苗期，茶园表现出3年的失汇期，其碳源量为0.48～2.79Mg C ha-1yr-1。土地利用转变后第4年开始，茶园生态系统表现为碳汇，其碳汇量为0.06～0.92Mg C ha-1yr-1。即马尾松林地转茶园生态系统经历碳源到碳汇的转变。整个观测期间，茶园生态系统表现为碳源，其碳源量为0.99Mg C ha-1yr-1。马尾松林、新转茶园氮素输入输出比较表明:马尾松林和茶园均表现为氮盈余。从氮素输入的结构看，茶园氮输入以化肥为主，占73.2％。而马尾松林的氮输入主要为大气沉降、生物固氮和枯枝落叶，分别占38.5％、32.9％和28.6％。从氮的支出途径来看，气态损失的氮占马尾松林和茶园氮输入总量的比例分别为6.7％和18.1％。　　7、马尾松林地转茶园对净温室气体排放的影响　　马尾松林生态系统表现为温室气体的净吸收，净吸收量为4.06Mg CO2ha-1yr-1。而茶园生态系统表现为温室气体的净排放，净排放量为5.20Mg CO2ha-1yr-1。这主要取决于马尾松林和茶园两种土地利用方式下生态系统CO2净交换量的差异。因此，马尾松林地转茶园在短期内不利于温室气体减排。CO2和N2O是茶园生态系统净全球增温潜势的主要贡献者，因此，可以通过调节生物量以固定大气C、同时合理施肥和完善养分管理减少N2O排放来减少温室气体净排放。　　8、微生物介导的土壤硝化和反硝化作用对马尾松林地转茶园的响应　　马尾松林地转茶园初期N2O排放过程中可能硝化作用占主导，随着茶树种植年限的增加，硝化作用与反硝化作用对于N2O排放均起重要作用。土壤NO产生途径可能以NO2-的化学分解为主。马尾松林地转茶园引起的土壤N2O和NO排放通量增加与产N2O和NO微生物功能基因的增加(AOA amoA、AOB amoA、narG、nirK和nirS)、消耗N2O微生物功能基因的降低（nosZ）有关。　　综上所述，马尾松林地转茶园造成温室气体净排放，排放强度逐年减弱。林地转植为茶园后，生态系统转变成碳源，第4年后茶园生态系统再次成为碳汇，这些变化与生态系统净初级生产力密切相关。土壤有机质矿化、硝化和反硝化过程对土壤温室气体排放有重要贡献。这些结果意味着在评价土地利用方式转变所引起的环境效应时，应该特别注意转变初始阶段的生态系统碳氮平衡和温室气体排放特征，及时采取有效的固碳减排措施，缓解土地利用方式转变引起的土壤碳氮损失和温室气体排放，实现农业可持续生产。同时本文为茶园生态系统重建过程中土壤碳氮迁移转化规律提供了重要的理论依据。