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水稻田是大气甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)最重要的排放源之一。近几十年来，我国红壤丘陵区的土地利用类型发生了较大的变化，尤其是受经济利益驱动下的由水稻田转变为果园（柑橘园）的土地利用转变，因此探讨水稻田转变为柑橘园后土壤CH4和N2O通量的变化以及相应的微生物学机理具有重要的科学意义。本研究依托中国科学院千烟洲生态试验站，以我国南方红壤丘陵区典型的土地利用方式转变方式—水稻田转为柑橘园为研究对象，采用静态箱-气相色谱法对土壤CH4和N2O通量进行了为期3年的连续监测，主要研究水稻田转为柑橘园土壤温室气体通量变化，并分析年际的通量变化特征及其主控因子。同时结合分子生物学方法，分析水稻田转柑橘园以及施肥对土壤微生物丰度，结构及多样性的变化影响，以从机理上探讨土地利用转变和施肥对土壤CH4和N2O通量的影响。本研究的主要研究结果如下: (1)对土壤性质的分析表明，土壤理化性质受管理措施，施肥，降雨，温度等影响，年际波动性较大。水稻田转变为柑橘园降低了土壤湿度和土壤pH，但在一定程度上增加了土壤温度，土壤SOC，TN，C∶N比。水稻田转柑橘园后，土壤NO3--N含量显著增加，土壤DOC含量降低。施肥显著降低了土壤pH，但增加了土壤NH4+-N、NO3--N和DOC含量。 (2)在三年的连续观测中，水稻田土壤的CH4和N2O年均累计排放量分别为303.9 kg C ha-1和3.8 kgN ha-1。尽管水稻田转变为柑橘园后，土壤年均N2O排放量增加了2-3倍，但土壤CH4排放量的大幅度减少甚至转变为大气CH4的吸收汇，导致柑橘园中CH4和N2O的综合增温潜势显著降低。此外，在土地利用转变的初始阶段，柑橘园土壤仍为CH4的弱排放源，并在转变后持续数周。在水稻田和柑橘园中，土壤N2O排放通量与NO3--N含量呈显著正相关关系(P＜0.05）。在水稻田中，土壤CH4排放量与DOC含量呈显著正相关关系(P＜0.05）。在该地区由水稻转变为柑橘园不仅能产生更高的经济效益，同时导致土壤CH4和N2O的总排放量显著降低。 (3)土地利用转变和施肥显著影响土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度和群落结构。研究表明，水稻田转柑橘园显著降低了土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度。在水稻田和柑橘园中，施肥对土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌无显著影响。水稻田转柑橘园降低了土壤产甲烷菌的多样性，无法观测Methanoregula和Methanosaeta这两种类群。水稻田转柑橘园增加了土壤typeⅡ甲烷氧化菌(Methylocystis和Methylosinus)。在柑橘园中，水稻田土壤CH4通量与土壤甲烷氧化菌丰度呈显著负相关(P＜0.05)。在水稻田中，土壤CH4通量与土壤产甲烷菌丰度呈显著正相关(P＜0.05）。 (4)在该红壤丘陵区，土壤AOA的数量明显高于AOB的数量。水稻田向柑橘园的土地利用转变增加了土壤AOA的丰度，对AOB丰度无显著影响。土壤AOA和AOB丰度对施肥的响应与土地利用类型有一定的关系。在水稻田中，施肥降低了AOA数量，增加了AOB的数量。在柑橘园中，施肥均显著增加了土壤AOA和AOB的数量。一般而言，施肥通过提供更多的NH4+刺激AOA和AOB的生长，但有时被较低的pH值抑制。对AOA和AOB的群落结构分析表明，土地利用转变改变了土壤AOA和AOB的群落结构。而水稻田到柑橘园的土地利用转变降低了土壤反硝化微生物（nirK，nirS, nosZ）丰度，施肥对反硝化微生物丰度无显著影响。