土壤氮素循环在自然界生态系统元素循环中占据着重要地位,主要包括固氮作用、硝化作用、反硝化作用等。土壤微生物在氮循环中扮演着重要角色,驱动和调节着氮循环的各个过程。杉木人工林不同的生长发育会引起林地土壤以及植被等的改变,土壤微生物也会做出相应的响应,进而影响人工林土壤养分的周转与循环。因此,对不同年龄阶段的杉木人工林土壤硝化、反硝化过程及微生物进行研究,有助于进一步了解杉木林氮素周转的变化规律及影响机制。本研究试验样地位于福建省龙岩市上杭县白砂镇白砂国有林场（25°08′N,116°39′E）,以5个林分距离大于10 km,不同林龄（5年、8年、21年、27年、40年）的杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林为研究对象。对5个林龄林分硝化潜势（Potential Nitrification Rate,PNR）和反硝化潜势（Potential Denitrification Rate,PDR）、相关氮循环微生物的基因丰度、以及土壤氮素含量的变化进行研究。揭示随着杉木林龄的增加,土壤理化性质、土壤氮转化速率和功能基因丰度等的变化,探索杉木林下环境因素、氮循环微生物功能基因丰度与土壤氮素循环之间的关系。本研究的主要结论如下:（1）随着林龄的增加,土壤全碳（Total carbon,TC）、全氮（Total nitrogen,TN）含量呈现先上升后下降的趋势,而土壤速效磷（Available phosphorus,AP）、速效钾（Available K,AK）以及可溶性有机碳、氮没有明显的规律性变化。土壤p H没有显著差异,但是具有随着年龄而下降的趋势。27年生杉木林分土壤碳氮比显著高于8年生林分和21生林分。5年生林分土壤铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）的含量最高,表明5年生林分土壤氮素底物浓度较高,硝化和反硝化作用可能较为强烈。5年生和8年生林分土壤速效养分含量较高,表明幼龄林土壤养分状况较好。（2）土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）、氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）在不同林龄的杉木林中具有显著差异。5年生杉木林MBC含量显著低于其他林龄林分,21年生林分MBN含量最低,从而表现出21年生微生物量碳氮比（MBC/MBN）最高,5年生MBC/MBN最低。不同林龄土壤MBC与土壤TC、TN含量显著正相关,与AP含量显著负相关。不同林龄杉木林下土壤养分含量的差异及土壤理化特性的不同,间接地影响土壤微生物生物量。（3）不同林龄杉木林净氮矿化速率和净硝化速率大致呈“W”状的变化趋势。这说明8年生和27年生杉木林土壤的氮素有效性较低。随着林龄增长,土壤硝化潜势大致呈现出上升的趋势,但在40年时又出现了下降;除5年生林分外,随着林龄的增加,土壤反硝化潜势有逐渐增加的趋势,但各林龄之间没有明显的差异性。土壤净氮矿化速率、净硝化速率与土壤NO3--N含量正相关;土壤硝化潜势与土壤C/N比、可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon,DOC）正相关,与土壤养分全磷（Total Phosphorus,TP）含量、AK含量负相关;土壤反硝化潜势则与土壤含水量、DOC和可溶性有机氮（Dissolved Organic Nitrogen,DON）含量有显著相关性。林分的生长发育在一定程度上会影响杉木林土壤硝化作用、反硝化作用。（4）土壤氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea,AOA）的丰度在5年生和40年生杉木人工林中显著高于其他林龄林分。土壤氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）的丰度在5年生林分中最高,21年生林分最低。与AOB相比,AOA在数量上占据绝对的优势。反硝化微生物的基因丰度（nar G、nir K、nir S、nosZ）在5个林龄中没有显著差异,但5年生林分的反硝化基因丰度均高于其他林分。这表明,在5年生杉木林下土壤的氮循环可能较为迅速,硝化作用和反硝化作用活跃,可能存在氮素从生态系统流失的较高风险,不利于氮素的保留。土壤NO3--N含量与土壤AOA的基因拷贝数呈显著正相关,与土壤AOB的基因拷贝数无相关性。土壤p H与反硝化微生物中编码氧化亚氮还原酶的nosZ的基因拷贝数呈显著正相关。