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内蒙古荒漠草原生态系统脆弱,放牧是该类草地的主要利用方式,然而由于长期的过度放牧造成大规模的草原退化,诱发了一系列土壤环境问题,特别是土壤有机碳损失及其组分的改变表现尤为突出。基于此,本研究依托内蒙古农业大学荒漠草原长期不同放牧强度控制实验平台（2004年建立,设置未放牧、轻度、中度和重度放牧,4个放牧处理）,通过野外取样结合室内分析,测定土壤环境指标、土壤有机碳及其组分含量,利用扩增子测序和基因芯片技术分析土壤微生物群落结构和碳循环相关功能基因的变化,通过室内土壤矿化实验研究有机碳矿化及温度敏感性,采用固态13C核磁共振技术分析土壤有机碳微观结构,研究不同放牧强度下土壤有机碳化学官能团的变化,分析不同放牧强度对土壤有机碳及其组分影响的微生物学机理,探究不同放牧强度对土壤有机碳矿化及温度敏感性影响的驱动因子,揭示长期不同放牧强度对荒漠草原土壤有机碳特征的影响及其调控机制。主要结果如下:1.轻度放牧土壤有机碳含量与未放牧无差异（P＞0.05）,但均显著高于中度和重度放牧（P＜0.001）,中度和重度无差异（P＞0.05）。轻度放牧土壤无机碳和全碳均显著高于未放牧、中度和重度放牧（P＜0.001）,中度、重度放牧与未放牧间无差异（P＞0.05）。土壤活性有机碳从高到低的顺序为:轻度＞未放牧＞中度＞重度放牧（P＜0.001）。土壤缓性有机碳随着放牧强度的增加逐渐降低,而轻度与未放牧无差异（P＞0.05）。土壤惰性有机碳在轻度放牧下最低,与活性有机碳变化趋势相反。土壤活性指数、碳库管理指数均随放牧强度的增加显著降低（P＜0.001）,且均与活性有机碳变化趋势相同。土壤真菌残体碳、细菌残体碳、微生物残体碳和微生物生物量碳均随放牧强度的增加显著下降（P＜0.001）,轻度与未放牧均无差异（P＞0.05）。2.轻度放牧土壤最大持水量、土壤毛管持水量和田间持水量与未放牧无差异（P＞0.05）,但均显著高于中度和重度放牧（P＜0.001）,中度和重度间均无差异（P＞0.05）。土壤毛管孔隙度在中度和重度放牧下显著降低（P＜0.001）,变化趋势与土壤持水量指标相同。土壤非毛管孔隙度和总孔隙度均在轻度放牧下最高,且未放牧均显著高于中度和重度放牧（P＜0.001）,中度和重度间均无差异（P＞0.05）。土壤容重在中度和重度放牧下显著增加（P＜0.001）,与土壤毛管孔隙度变化趋势相反。土壤大团聚体含量仅在重度放牧下显著降低（P＜0.001）。土壤小团聚体在中度和重度放牧下显著降低,不同放牧强度间无差异（P＞0.05）。随着放牧强度的增加,土壤微团聚体显著增加（P＜0.001）,轻度与未放牧无差异（P＞0.05）。土壤几何平均直径随放牧强度的增加显著降低（P＜0.001）,与小团聚体变化趋势相反。放牧导致土壤p H、全氮显著降低,重度放牧导致土壤电导率显著升高（P＜0.001）。3.放牧改变了土壤微生物群落α多样性,未放牧和轻度放牧土壤细菌和真菌丰富度、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和子囊菌门（Ascomycota）相对丰度均显著高于中度和重度放牧（P＜0.001）,但轻度与未放牧间、中度与重度间均无差异（P＞0.05）。酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和担子菌门（Basidiomycota）相对丰度在分别在未放牧、轻度和重度放牧下最低（P＜0.05）。土壤碳分解、固定和甲烷代谢相关基因绝对丰度均在未放牧下最高,轻度放牧下最低,随放牧强度的增加均呈逐渐增加趋势。放牧均改变了细菌、真菌和功能基因的β多样性,不同放牧强度土壤微生物群落和功能基因结构均发生显著变化。4.土壤有机碳与土壤p H、电导率、容重和全磷呈显著负相关,与土壤水分和孔隙度指标等呈显著正相关关系（P＜0.05）。土壤有机碳与微生物丰富度及两类优势细菌变形菌门和拟杆菌门相对丰度呈显著正相关,与放线菌门、疣微菌门（Verrucomicrobia）和浮霉菌门（Planctomycetes）三类优势细菌和优势真菌被孢霉门（Mortierellomycota）丰度呈显著负相关关系（P＜0.05）。土壤有机碳与碳分解基因cdh、man B、sga、naglu和iso-plu、碳固定基因acs B、mct和smt A以及甲烷代谢基因mmo X和pqq-mdh的绝对丰度呈显著负相关关系（P＜0.05）。土壤微生物残体碳受微生物生物量碳的正向调节,其含量和微生物生物量碳含量的下降直接导致有机碳含量降低;随着放牧强度的增加,土壤毛管持水量、大团聚体减少,且土壤p H、容重、小团聚体和微团聚体增加导致土壤细菌和真菌丰富度下降,间接调节有机碳含量降低。5.不同放牧强度下土壤碳矿化量不同,未放牧土壤有机碳累积矿化量最高,随放牧强度增加而降低,不同放牧强度间差异显著（P＜0.001）。土壤有机碳化学官能团结构中烷氧碳含量最高,其次为烷基碳、芳香碳和羧基碳。放牧显著降低土壤烷氧碳（P＜0.05）,但不同放牧强度间均无差异（P＞0.05）。轻度放牧下烷基碳和羧基碳均显著高于未放牧、中度和重度放牧（P＜0.05）。未放牧和轻度放牧芳香碳显著低于中度和重度（P＜0.05）,但未放牧与轻度;中度和重度间均无差异（P＞0.05）。放牧降低土壤碳矿化的温度敏感性Q10（P＜0.001）,其变化趋势与芳香碳变化相同。土壤有机碳含量与碳矿化量呈显著正相关关系,而与土壤温度敏感性呈显著负相关关系（P＜0.05）。6.随着放牧强度的增加,土壤碳矿化量降低,但不同放牧强度土壤碳矿化的影响因素不同:轻度放牧下土壤碳矿化主要受微生物群落结构变化影响,中度放牧土壤环境和微生物的变化共同调节碳矿化,重度放牧土壤非生物因素、团聚体结构和微生物群落耦合调控碳矿化的降低。综上所述,荒漠草原长期不同放牧强度导致土壤理化性质、微生物群落结构、碳循环相关功能基因的改变是调控土壤有机碳及其组分变化的主要原因。土壤碳矿化是有机碳变化的重要特征,放牧导致有机碳矿化量降低,但不同放牧强度下的驱动机制不同。