农区是桂西北峰丛洼地区居民生产生活的聚集区,人地关系紧张,耕作扰动导致的水土流失问题使得该区石漠化风险较高,生态脆弱性突出,应成为现阶段喀斯特区石漠化防控与生态保育的重点区域。如何在降低石漠化与生态安全风险的条件下,保持一定的农业生产,对于该区社会经济发展与脱贫攻坚具有十分重要的意义,同时这也是喀斯特地区土地可持续利用需解决的关键科学问题之一。土壤安全是保证喀斯特区土地可持续利用的基础,是土壤物理、化学、生物性质的综合反映。因此,评价峰丛洼地农区耕作活动的土壤安全效应对于保持该区农业与生态的可持续性具有十分重要的基础意义。土壤微生物直接或间接地参与了土壤生物地球化学循环,对土壤生态系统的质量和健康有很大关系,加之其对环境变化敏感,已成为评价土壤安全最重要的指标之一。基于此,本文以广西果化岩溶生态研究基地(典型峰丛洼地农区)为实验平台,通过采集主要农田类型火龙果地(相当于免耕模式,HF)、玉米地(相当于翻耕模式,MF)、甘蔗地(相当于少耕+秸秆还田耕作模式,SF)和水稻田(PF)0-10、10-20、20-40 cm深度土壤样品,在分析土壤基本理化性质的基础上,采用PCR和Illumina Hiseq高通量测序技术,分析其土壤微生物(细菌、真菌)群落组成、结构与多样性特征,并将其与退耕还林(人工林,FL)、退耕还草(自然恢复,AF)样地进行对比,评价了不同耕作模式的土壤安全效应;同时,探讨了土壤微生物群落演变的关键影响因素,主要结果如下:1.不同耕作模式的土壤理化性质差异明显,与退耕模式(FL、AF)相比,MF、SF降低了土壤p H,水稻田土壤p H提升,HF没有明显变化。耕作活动导致土壤有机质、全氮含量明显下降,增大了土壤碳氮比,减小了土壤氮磷比,改变了土壤粒度(粘粒、粉砂、砂砾)组成比例。随土壤深度的增加,各耕作模式土壤p H增大,土壤有机质、全氮、全磷含量减小,黏粒含量增加,粉砂含量先增后减,沙砾含量则为先减后增。2.研究区土壤的优势细菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿湾菌门,耕作活动、土层深度没有改变土壤门类水平上优势细菌的种类,但影响着其相对丰度。耕作模式对土壤细菌群落特征(α-多样性、β-多样性)影响明显。与退耕模式相比,耕作活动(HF、MF、PF,SF除外)提升了土壤细菌群落的丰富度(ACE指数)和多样性(Shannon指数),同时,土壤细菌群落的丰富度和多样性随土壤深度的增加而降低。土壤细菌群落β-多样性分析结果表明,HF与退耕模式(FL、AF)间细菌群落结构差异较小,MF、SF、PF与退耕模式土壤细菌群落结构差异明显,0-10cm、10-20cm间的土壤细菌、真菌群落结构差异较小,但两者与20-40cm相差较大。土壤p H、粒度分布是影响土壤细菌群落结构的主要因子。土壤功能类细菌的分布特征受不同耕作模式的影响,退耕模式提高了几丁质分解功能类细菌的含量,氮、硫转化类功能的细菌数量在MF、HF土壤中得到提升,SF、PF则分别增加了有机物分解类功能、厌氧环境物质转化类功能细菌的含量。3.该区土壤优势真菌门为子囊菌门、担子菌门、被孢霉门,耕作活动、土层深度没有改变土壤门类水平上优势真菌的种类,但影响着其相对丰度。土壤真菌群落特征对耕作模式的响应明显,与退耕模式相比,耕作活动(HF、MF、PF,SF除外)提升了土壤真菌群落的丰富度和多样性,随着土层深度增加,各耕作模式的土壤真菌α-多样性指数均有下降趋势。旱作模式(HF、MF、SF)与PF的土壤真菌群落结构相似,二者与退耕模式土壤真菌群落结构差异明显。土壤真菌群落结构与土壤理化性质紧密相关,土壤p H、全氮、氮磷比是影响该区土壤真菌群落结构的重要环境因素。耕作模式对土壤功能类真菌分布影响明显,耕作模式土壤腐生营养型真菌、病理营养型真菌的含量显著高于退耕模式;同时,SF的土壤腐生营养型真菌含量最高,HF的共生营养型真菌含量最高。综上,本研究结果表明,免耕(HF)具有与退耕模式较为一致的土壤细菌群落结构,拥有最丰富的共生营养型真菌与较优的土壤理化性质,具有良好的生态环境效应,免耕模式可作为研究区的低风险耕作模式。