针对河南丘陵坡地的农田撂荒现象，采用时空替代法、野外调查、室内分析等方法，根据气候、地理等自然环境因素差异，分别在豫北、豫西和豫南进行试验，选择豫北的林州和淇县、豫西的灵宝、豫南的泌阳和桐柏为代表，设置5个撂荒演替系列(1，3，8，15，25 a)，调查撂荒农田的物种、生物量、碳含量、氮含量、砾石比等，分析不同撂荒年限农田植被演替与土壤的动态变化，揭示撂荒农田在自然次生演替过程中植被与土壤系统的演替规律与响应关系。从而为明确撂荒农田的演替方向和再利用途径提供理论参考。主要研究结果如下：　　（1）5 个地区的群落类型显著不同，每个地区不同撂荒年限的群落中含有相同物种，说明撂荒农田的群落植被表现出明显的区域性、延续性与递进性。豫北的撂荒群落经历了一年生草本+多年生草本→多年生草本+灌木或乔木两个阶段；豫西和豫南的阶段性与豫北相同，但不明显。说明撂荒农田演替缓慢，需要超过25 a以上的时间进行恢复。　　（2）5 个地区撂荒群落中草本植物、耐旱型植物和有性兼无性繁殖植物的比例较大。而各个群落中C4植物与C3植物的比例变化复杂，但整体上C4植物比例增大，C3 植物比例减小。5 个地区撂荒群落的Pielou 均匀度指数比较稳定，维持在0.80-0.88之间，其Shannon-Wiener综合多样性指数和Margalef丰富度指数先降低后升高。　　（3）5 个地区撂荒群落的凋落物、根系和植被总生物量逐年增加，其中根系生物量对总生物量的贡献最大；地上活体生物量的变化规律为：减小-增大-减小，其中豫西的变化无显著差异。5 个地区撂荒群落植被的碳、氮密度基本上按照其生物量的变化规律发展。在演替至第 25 a 时，群落植被总的碳、氮密度分别达到3558.90 gC/m2、116.00 gN/m2。说明群落植被固定碳氮的能力逐年增强，发挥着“汇”的生态作用。　　（4）与撂荒初期相比，5 个地区土壤的碳、氮密度均增加，第 25 a 时平均达到759.99 gC/m2、35.95 gN/m2。土壤碳密度变化规律为升高-降低-升高，土壤氮密度按照升高-降低的规律变化。然而，各个地区的土壤碳、氮密度变化存在一定差异。每个地区土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性变化复杂，但总体上升高。表明撂荒农田的土壤演替虽存在区域差异，但随着植被恢复土壤不断改良。　　（5）按照时间发展，第 15 a 时土壤酶活性较大，土壤碳、氮密度出现转折，说明撂荒第 15 a是土壤与植被恢复的关键点，尤其是土壤变化。总体上，随着群落植被的恢复，土壤性质发生良性转变，它们之间存在一定的正相关关 系。撂荒年限和根系生物量是影响植被和土壤演替的两个重要因子，而群落植被的地上特征并不能真正体现植被与土壤的耦合关系。　　（6）豫西土壤微生物群落中物种数的变化规律是增大-减小，有小幅度波动，经过 25 a 恢复未达到天然草地水平，演替缓慢。农田土壤微生物物种数高于天然草地。土壤中每一种微生物的比重变化不同，其中子囊菌门的丰度逐年减小，但始终最大；担子菌门与接合菌门的总比重不断增大。土壤微生物群落物种丰富度总体上先升高后降低；其均匀度和多样性指数表现为减小-增大。聚类分析表明AF3样地与其余样地的相似性最小，AF15样地与农田的相似性最大。随时间序列推进，植被评价指数减小，土壤评价指数增大，植被逐渐恢复，土壤质量得到改善。　　综上所述，撂荒群落植被不断恢复，综合多样性升高，植被生物量积累增多，尤其是根系生物量，从而提高了群落固定碳、氮的能力。在撂荒年限和根系生物量的双重作用下，豫西土壤微生物群落组成发生改变，土壤的酶活性、碳密度、氮密度等增大，使得土壤质量得到改善，土壤发挥着“汇”的作用。因此，河南省撂荒农田的次生演替是正向的，有益的。在无管理措施时，撂荒农田生态系统的生态价值随时间逐渐增大；而进行撂荒农田的复垦（农业生产）工作需要考虑撂荒年限，本研究中第15年可能是一个关键时间点。