降雨格局的改变不仅包括全球和区域尺度上降雨量、降雨频度和降雨强度的改变,而且还包含降雨量在年际以及年内的波动,主要表现为降雨在季节分配上的变化。地下微生物群落个体微小但对外界环境变化反应迅速,并与地上植物群落有着紧密联系。降雨的季节分配变化可以通过改变土壤水分有效性影响地上植物和地下微生物的生长和分布,进而导致生态系统功能发生改变。碳是生态系统最关键的生源要素,其生物地球化学循环构成了生态系统最基本的物质循环。降雨格局变化将影响受水分限制植物和土壤微生物的中国北方温带草原生态系统功能。然而近年来探究降雨时机变化通过影响微生物群落结构进而调控微生物主导的土壤异养呼吸的研究较少,缺乏对降雨时机变化背景下微生物优势类群相对丰度变化对土壤异养呼吸影响的理解。因此研究生长季不同时期降雨变化对微生物群落结构和土壤异养呼吸的影响,探究微生物群落结构变化对土壤异养呼吸影响的一般模式和内在作用机制对阐明降雨时机变化背景下微生物介导的土壤碳排放以及预测温带草原土壤碳储存具有重要意义。2015年,本课题组在我国北方半干旱草原设立一项改变生长季不同时期降雨控制实验平台,该实验设有对照（C）、生长季前期减少60%的自然降雨（DEP）、生长季前期增加60%的自然降雨（IEP）、生长季后期减少60%的自然降雨（DLP）、生长季后期增加60%的自然降雨（ILP）、整个生长季减少60%的自然降雨（DP）以及生长季增加60%的自然降雨（IP）。依托该平台,在2020年在6月底和8月底分别进行土壤采样和植物群落调查,获得生长季前后期土壤理化性质和植物群落特征数据。同时在整个生长季进行土壤异养呼吸测定,通过高通量测序技术研究生长季前后期降雨变化对细菌和真菌群落物种多样性和群落组成的影响,并结合土壤理化性质和植物群落指标探究生长季前后期微生物群落变化的机制。最后,分析土壤微生物群落结构以及土壤理化变化如何影响土壤异养呼吸并探究内在的决定因素。研究结果如下:（1）生长季不同时期降雨变化对细菌和真菌群落α多样性没有显著影响,但改变降雨显著的改变了6月份和8月份土壤细菌和真菌的群落组成。土壤硝态氮和可溶性有机碳能够分别解释6月份土壤细菌群落和真菌群落组成变化的16.5%和13.0%;土壤水分和植物群落盖度能够分别解释8月份土壤细菌群落和真菌群落组成变化的53.4%和47.7%。（2）前期减雨和生长季减雨分别降低了39.29%和41.55%的6月份土壤异养呼吸。相反,前期增雨和生长季增雨分别增加了31.96%和44.63%的6月份土壤异养呼吸。后期减雨和生长季减雨分别降低了18.36%和40.09%的8月份土壤异养呼吸,前期增雨和生长季增雨分别增加了22.56%和30.10%的8月份土壤异养呼吸,而后期增雨对8月份土壤异养呼吸无显著影响。说明生长季前期增雨对于通过土壤异养呼吸排放土壤碳发挥着更重要的作用。（3）结构方程模型表明:6月份土壤异养呼吸受土壤湿度和植物盖度的直接影响,同时与植物盖度显著负相关、与变形菌门相对丰度显著正相关的子囊菌门的相对丰度对土壤异养呼吸有正效应;在8月份,降雨处理通过直接改变土壤湿度和土壤硝态氮含量影响植物盖度,间接影响变形菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度最终导致土壤异养呼吸的变化,变形菌门的相对丰度对土壤异养呼吸有正效应,而硝化螺旋菌门的相对丰度对土壤异养呼吸有负效应。结果表明:影响6月份和8月份微生物群落结构和土壤异养呼吸变化的内在机制不同。在研究微生物介导的碳循环过程中,土壤湿度和植物盖度是影响6月份和8月份土壤异养呼吸变化的关键因子,同时,环境因子也能通过影响微生物优势类群影响土壤碳过程。与生长季后期增雨相比,生长季前期增雨显著增大土壤异养呼吸,并在生长季后期存在遗留效应。因此,生长季前期增雨处理对土壤碳排放发挥着更重要的作用,在未来的研究中关注降雨时机对土壤异养呼吸影响的季节差异有利于更好的预测未来降雨变化情境下陆地生态系统功能变化过程。