人工林在为人类提供木材、减缓大气CO2浓度上升、增加陆地森林覆盖率和减缓人类对天然林依赖的同时,也带来了生物多样性下降、绿色沙漠、抽水机、抽肥机、化感作用等人类普遍关注的林业生态问题。如何使人工林在满足人类对木材的需求的同时发挥其应有的生态功能是当前森林生态研究的热点之一。对于人工林生物多样性的研究将有助于提高人工林的经营与管理水平,减少其负面效应。由于以往研究的环境背景不同或仅选取一个短伦伐周期内某一林龄桉树人工林为研究对象,使得目前桉树人工林生物多样性争议颇多；另外,森林地上和地下生态系统的相互关系是密切的,这种复杂的相互关系能够反馈从而调控整个生态系统。但目前,对于桉树人工林的地上／地下部分生物多样性在群落和生态系统水平上的系统研究还很缺乏。基于此,本研究于2007-2009年,采用立地条件控制的方法,选择1-10年生巨桉(Eucalyptus grandis)人工林生态系统为研究对象进行研究,将有助于揭示在退耕还林过程中,土壤条件由农田转为林地,巨桉人工林生态系统生物多样性的形成过程、生物多样性与其生态系统功能之间的关系,进而探明种植巨桉人工林本身会对生物多样性的形成及生态环境造成何种影响。结果如下：(1)巨桉根和土壤中都存在化感物质,且轮伐期前化感物质含量高(2-4年)化感作用强烈,超出轮伐期化感作用减弱。三种受体植物幼苗生长随根水浸提液浓度升高而降低,轮伐期前巨桉根水浸提液的抑制性更强。4年生巨桉根水浸提液在其最高浓度时对受体植物萌发抑制作用最强,对三种受体抑制率分别为48,51.2,56.56%；轮伐期前(4年时)根际土壤对受体植物的抑制作用最大,其次是2年生巨桉,轮伐期至超出轮伐期根际土壤对受体植物表现随林龄而增强的促进作用。28种化感潜力物质存在于巨桉根中,烷烃、芳烃、酚、长链脂肪酸的相对含量在轮伐期前(2,4年)较高,第8年时最低；烯烃、萜、酮的含量在巨桉根中含量较低,但是其相对含量也呈现以上变化趋势；巨桉根际土壤中存在38种化学成分,烷烃、1,2-苯二甲酸,二异辛酯、单(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯在轮伐期前巨桉根际土壤中含量较高；巨桉根和根际土壤中存在20种化学成分包括烷烃、芳烃、芳香酯、酚(Ci=0.47)。(2)退耕地营造巨桉人工林10年后,林下植被得以恢复。一个年龄序列巨桉人工林林下共出现植物种类为77种分属44科,65属,以灌木和草本为主,乔木、藤本、蕨类依次次之,草本植物在物种和个体数量上均占据优势。从群落水平上,林下植被物种数和单位面积植物个体丰富度在轮伐期前(1-3年)增加,随后两年(4-5年)降低,轮伐期至超出轮伐期显著增加,10年时这两个指标分别增加为第1年的5.60和5.83倍。林下植被以高位芽植物为主,之后依次是地上芽植物、地面芽植物和一年生草本、隐芽植物最少。随着林龄的增加,10年时,林下植被中不同生活型和生长型的物种丰富度较第1年分别增加了4.09 and 5.22倍,高位芽植物物种数增加了10.67倍。p多样性指数显示轮伐期前物种更替速率快,超出轮伐期物种更替速率减缓。(3)1-10年巨桉人工林共收获30种土壤动物,隶属7门,14纲,33目,四季分别收获土壤动物3068、4355、8326、3690头。春、夏、秋、冬四季土壤动物密度轮伐期前至轮伐期(1-4或5年)降低,轮伐期至超出轮伐期显著增加,第10年土壤动物密度分别为第1年的2.02,2.47,3.01,2.41倍。偶尔出现逆向分布,各林龄土壤动物均主要聚集在凋落物层且随土层加深而降低。小型土壤动物在各林龄土壤中占据数量优势。各林龄土壤动物多样性指数除密度类群指数呈秋季>春季>夏季>冬季外,其余指数季节变化不一致。土壤原生动物密度轮伐期前至轮伐期(1-6年)先增加后降低,超出轮伐期增加,10年时其密度为1年时的2.30倍。(4)四季,各林龄巨桉人工林捕食性、植食性土壤动物数量和比例都较低,植食性功能群最低,随林龄增加,植食性土壤动物数量和比例变化显著性不一,但均呈降低趋势；捕食性功能群数量和比例夏季和冬季有不显著上升,春秋季节均有显著降低趋势。四季,杂食性土壤动物功能团数量和比例轮伐期前至轮伐期(1-5年)时降低,轮伐期和超出轮伐期显著增加；春、夏、秋、冬季,超出轮伐期(10年时)杂食性土壤动物数量分别为1年时的10.6、14.5、4.71、9.20倍。腐食性功能团数量,春、夏、秋轮伐期前(1-5或6年)降低,而后随林龄显著增加：冬季其数量与比例轮伐期前至轮伐期,1-3年显著增加,3-5年降低,而后随林龄显著增加；该功能团比例低林龄时波动较大,总体趋势是显著降低；10年时腐食性土壤动物数量分别为1年时的1.17、1.15、2.50、2.26倍。各功能群土壤动物季节变化不一致,共性特征是各功能种团秋季数量和比例最大。(5)一个生长季节内,各类群土壤微生物数量变化不一致,但微生物总数均出现轮伐期前至轮伐期(1-4或者5年)降低,此后随林龄增加显著升高的变化趋势。四季,土壤微生物总数季节变化一致,即秋季>春季>夏季>冬季。4年冬季土壤微生物数量最低(21.79×106CFU·g-1,10年秋季最高(132.61×106 CFU·g-1)。春、夏、秋、冬季,超出轮伐期10时土壤动物密度为1年时的1.97、0.85、2.21、1.50倍。土壤细菌、放线菌、真菌、及微生物总数呈明显垂直变化凋落物层最丰富,随土层加深而降低,偶尔出现逆向分布。土壤细菌在土壤微生物类群中占绝对优势,放线菌次之、真菌数量最低。四季土壤微生物多样性指数,Pielou和Shannon-wiener指数轮伐期前(1-3或4年)有波动的增加,而后随林龄逐渐减小；Simpson指数呈相反趋势。(6)轮伐期前至轮伐期,土壤微生物量碳(MBC)含量,春季(1-4年)先增加后降低,4年时降低到最低；夏季,MBC含量1-5年呈N形变化；秋冬季MBC含量在1-3年上升,4-5年下降。四季轮伐期至超出轮伐期,MBC含量随林龄增加而增加,超出轮伐期(第10年时)MBC含量分别为第1年的4.69,4.94,2.82,4.94倍。四季,随林龄增加,土壤微生物量氮(MBN)含量变化较为一致,即轮伐期前降低,轮伐期和超出轮伐期随林龄加而增长,春、夏、秋、冬季10年时其含量分别增为1年时的3.59、3.26、1.83、6.59倍。(7)一个年龄序列巨桉人工林地上／地下部分生物多样性显著相关；地上植物、土壤微生物、动物多样性与土壤理化性质显著相关。地上／地下生物多样性特征指数(丰富度,多样性指数)呈显著相关。巨桉人工林造林10年,植物多样性得到恢复,土壤微生物丰富度和多样性指数较耕地有所升高,但不及对照马尾松林(>30a)；土壤动物密度和多样性指数轮伐期前与耕地差异不显著,超出轮伐期差异显著；与对照林地相比,土壤动物丰富度和多样性指数轮伐期前和轮伐期差异显著,超出轮伐期不显著。