微生物在土壤肥力保持、营养物质循环和抗性维持方面具有重要作用。本文在我国红壤区研究了自然恢复的天然次生林与两种人工林类型（引进种湿地松pinus elliottii Engelm.和本地种马尾松pinus massoniana Lamb.）土壤微生物宏基因组特征、生物地球化学性质、土壤重金属含量特征。

1. 天然次生林土壤固碳、碳降解、氨化、硝态氮的还原、反硝化和磷利用基因的丰度和相互作用程度最高，马尾松人工林次之，湿地松人工林最低。天然次生林的土壤固碳、碳降解、氨化、硝态氮的还原、反硝化和磷利用潜势最强，马尾松人工林次之，湿地松人工林最弱，可被土壤养分包括有机碳、速效氮、铵态氮、硝态氮和速效磷类似规律所支持。土壤碳循环、氮循环和磷循环基因丰度和有机碳、速效氮和速效磷含量变化一致。与人工林相比，天然次生林较高的植物群落多样性、较高的土壤肥力为土壤微生物提供了更多的可利用资源，提高了土壤微生物多样性和相互作用程度，而后者又促进了土壤肥力和植物多样性的增加。

2. 湿地松人工林的土壤重金属（镉、汞、铅、砷、镍、锌和铜）含量高于马尾松人工林和天然次生林。镉含量和镉抗性基因香农指数之间相关显著，其它6种重金属含量和相应的重金属抗性基因多样性指数相关不显著。土壤速效磷含量、乔木多样性指数和镉含量显著影响重金属抗性基因组成，并与抗性基因多样性指数显著正相关。重金属可以诱导其它重金属抗性基因组成，存在多抗性现象。

3. 天然次生林的土壤抗生素抗性基因丰度和香农指数高于马尾松人工林，显著高于湿地松人工林。显著影响抗生素抗性基因组成的环境因子是乔木层植物香农指数、细根表面积、土壤速效磷含量、镍、锌和镉含量。乔木层植物香农指数、土壤速效磷含量和抗性基因多样性之间显著正相关。

4. 天然次生林的土壤有机污染修复基因丰度和香农指数高于马尾松人工林，显著高于湿地松人工林。3种森林恢复方式的抗生素抗性基因组成差异显著。乔木层植物香农指数、土壤速效磷含量、镍、锌和镉含量显著影响土壤有机污染修复基因组成。乔木层植物香农指数、土壤速效磷含量、镉含量和有机修复基因香农指数显著正相关。

    自然恢复的天然次生林土壤肥力维持、营养物质循环、重金属抗性、抗生素抗性和有机污染抗性功能高于两种人工林。自然恢复途径的生态系统功能最佳，而引进种湿地松造林对生态系统功能恢复的效果最差，结果可为森林恢复途径选择和效果评价提供基础。