草地生态系统作为陆地生态系统中最重要的、同时分布也最广泛的植被类型之一,占全球陆地总面积的近30%,占我国陆地面积近42%。右玉草地位于我国晋西北边陲,是典型的北方农牧交错带,但近年来由于放牧强度的不断增加,致使草地退化程度加剧。因此,探究北方农牧交错带最适的放牧强度不仅可以保证草地资源的可持续利用与发展,维护草地的生态功能,也可以保证牧民的经济收益。迄今为止,已经有大量关于放牧对草地影响的相关研究和工作,但大多数研究都是通过测定植物的地上部分或是土壤理化性质等指标来评价放牧对草地植物的影响,这种只考虑地上部分和土壤而忽略植物根系的评价体系是片面的,根系及其动态过程的维持需要消耗大量光合产物,同时可归还大量的碳和养分到土壤中。然而遗憾的是,目前立足于植物整体角度去阐述放牧强度对植物影响的研究还很少,尤其是缺少关于放牧对地下净初级生产力（Belowground net primary productivity,BNPP）、地下生物量分配比例以及根系动态变化等相关数据。本研究以山西省右玉县草地为研究对象,实验样地选在山西省右玉县威远镇后所堡村右玉草地生态系统野外观测研究站,采用完全随机区组设计,共设计四种不同放牧强度,分别为禁牧（G0）、轻度放牧（G1）、中度放牧（G2）和重度放牧（G3）,每个放牧强度设置4个重复。本实验采用向内生长法测定植物地下净初级生产力并利用改良根窗法对根系动态变化进行连续的原位监测。旨在从植物整体角度出发,研究不同放牧强度对植物的地上和地下部分的影响,阐述根系动态变化对不同放牧强度的响应机理。本实验结果将丰富北方农牧交错带植物根系对不同放牧强度响应的数据,为放牧生态学和草地生态学理论的发展奠定基础。根据三年野外实验,得出以下主要研究结果:1、通过2017-2019年连续三年的测定,样地优势物种仍为赖草。不同放牧强度处理间赖草相对生物量不同,总体上呈现禁牧～中度放牧>轻度放牧>重度放牧的趋势。随着放牧时间的增加,各处理赖草相对生物量逐年减少,但物种多样性有所增加。从物种多样性的角度上看重度放牧强度物种数最多,但赖草较少,而中度放牧既可以保证一定的物种多样性,同时可以维持赖草的相对生物量,从这两个角度考虑,是较优的放牧强度。2、草地生态系统的NPP和BNPP对不同放牧强度的响应会随降雨量的变化而产生差异,三年间NPP的范围在137.7～888.6 g m^-2之间,BNPP在5.1～352.5 g m^-2之间。年际间,NPP和BNPP的变化呈现先升高后降低的趋势。在降雨充足的2018年,不同放牧强度对NPP、BNPP影响不显著,而2017和2019年由于降水较少,NPP随着放牧强度的增加表现为“И”形,中度放牧最高。2017年中度放牧相比较轻度和重度放牧可以显著提高0-10 cm土层BNPP达49%和104%;而在2019年,中度放牧下的BNPP随土层加深显著增加,表明植物选择将更多的光合作用产物转移至地下,有利于地下生物量的积累。fBNPP的相关结果同时佐证了这一结果,fBNPP主要受不同放牧强度影响,随放牧强度增加先增加后减少,同样是中度放牧最高。3、根系动态随季节变化明显,不同放牧强度对植物根系季节动态变化无显著影响。0-10 cm以及10-20 cm两土层中根生产力以及根现存量在每年8月均出现一个峰值,植物在8月进入生长旺季,通过产生更多的根系以保证养分和水分的吸收。在生长季末期根系大量死亡,致使根死亡量在9月份出现高峰。同时在生长季初期,植物通过先增加根系的现存量,以保证植物的生长,随后对根系的投入逐渐降低,现存量也随之逐渐降低。4、在降雨降雨充足的2018年,不同放牧强度对根系生产量以及死亡量的影响均不显著,仅对现存量有显著影响,表现为现存量随放牧强度增加先减少后增加。在降雨较少的2017和2019年根生产量和现存量均为轻度放牧最高,表现随放牧强度增加先增加后减少。此外放牧强度对不同土层的死亡量不同,在0-10 cm土层中死亡量随放牧强度的增加而减小,而在10-20 cm中死亡量变化不显著。这主要是连续的放牧中不断的采食以及践踏对植物的种类以及土壤理化性质的改变综合作用所导致。5、2019年根系周转显著高于2018年,分别为0.52 yr-1和0.7 yr-1。与其他放牧强度相比,中度放牧在两年间根周转最高。不同放牧强度对0-10 cm的根系周转影响并不显著,但对10-20 cm土层根系周转影响显著。植物根系在出生15天内约有60%的根系死亡,随后死亡率逐渐降低,其中禁牧根系平均寿命最长,中度放牧最短。中度放牧通过快速出生新根,舍弃老根,较少根系存活时间使得根系吸收水分和养分的最低投入比和效率最大化。综上所述,中度放牧不仅可以提高草地的物种多样性,同时也可以保持优势种赖草的竞争力,维持其相对生物量。更重要的是中度放牧使植物生物量更多的向地下分配,增加了植物地下净初级生产力,并通过减少根系寿命提高根周转速率。这将有利于提高北方农牧交错带土壤有机质含量,保证植物快速的生长。因此从植物整体角度出发,中度放牧是较为可行的放牧管理措施。本研究将为预测中国北方农牧交错带地下生物量在不同放牧强度下的变化趋势提供一些实验依据,并在生产实践中对牧民合理利用草地资源提供强有力的科学理论支持。