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作为世界上最大的陆地生态系统,草原生态系统占世界陆地总面积的40.5%,占我国国土面积的41.7%。除了为日益增长的人口提供肉类食物之外,草原具有非常重要的生态功能。而草原放牧导致大量的氮素返回到土壤中,使得草原土壤成为氮循环的热点区域,也成为温室气体N2O的重要源。因此,研究草原生态系统中的氮循环对于草原生态系统的可持续稳定发展及其在气候变化中的作用等具有重要意义。草原牲畜放牧行为对草原土壤碳氮循环相关微生物群落的影响主要通过啃食、踩踏和排泄物等方式造成。割草既是一种常见的管理方式,也模拟放牧带来的啃食行为。因此,本论文首先选取了放牧、围封和割草三种长期定位实验站,将三种管理方式分别作为一个整体因子,研究其对硝化和反硝化微生物群落的影响;其次着重研究长期不同梯度放牧对土壤微生物群落、硝化活性以及活性硝化微生物的影响;再探究牲畜排泄物斑块中N20排放的生物路径及对N循环相关功能微生物的影响;最后着眼于放牧草地土壤活性甲烷氧化和氨氧化微生物的交互作用研究。主要实验结果如下:（1）AOAamoA基因丰度在轻度放牧处理下显著高于两个频率的割草处理。变性梯度凝胶电泳（DGGE）结果显示AOA的条带数量和亮度均随管理方式不同而异。AOBamoA基因丰度和群落结构在六个处理（轻度放牧、重度放牧、1996年围封、1983年围封、割一年休一年、一年割一次）下均没有显著差异。这些结果表明AOA可能是该草原生态系统中氨氧化过程的主要微生物。相比于放牧和割草处理,围封处理中,nirS和nosZ基因的丰度和群落多样性均较高,表明围封土壤中反硝化作用较强。割草处理中nosZ/（nirS+nirK）比例显著高于放牧和围封土壤,表明割草处理的土壤中反硝化作用进行的更加完全,该处理有可能会减少温室气体N2O的释放。（2）梯度放牧显著影响土壤总细菌和硝化微生物群落分布。轻中度放牧显著增加土壤细菌和古菌丰度,从硝化螺旋菌门到硝化螺菌纲在中度放牧土壤中富集,从色菌目到亚硝化球菌属在重度放牧土壤中富集。利用稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）探索活性氨氧化微生物,并结合Miseq测序技术,结果表明AOA在轻度放牧土壤中主导氨氧化过程,AOB在重度放牧土壤中主导氨氧化过程。轻度放牧显著促进硝化速率,而重度放牧显著抑制硝化速率。（3）内蒙古锡林郭勒盟草原土壤的N2O释放量很低,其中,牲畜放牧形成的排泄物斑块是N2O的重要来源。粪便施入对N2O释放没有显著影响,但是尿液添加显著刺激N2O释放。粪便和尿液斑块中N2O的释放和AOB amoA基因,nirK基因丰度均有显著性相关关系。在低量尿液处理的土壤中,自养硝化主导N2O的释放;在高量尿液处理的土壤中,反硝化作用（包括异养反硝化和硝化细菌的反硝化作用）主导N2O的释放;在粪便斑块中,硝化细菌的反硝化是N2O释放的主要生物路径。（4）在草原土壤中,氨氧化和甲烷氧化过程之间交互作用强烈。尿素施入对甲烷氧化能力体现出“低促高抑”的现象,甲烷添加对硝化活性的影响受尿素施入量和土壤性质的影响。在围封土壤中,尿素施入量较低时,甲烷添加对硝化活性有抑制作用,然而当尿素施入量增加后,甲烷添加对硝化活性不构成显著影响。相比于不放牧,放牧显著降低土壤的甲烷氧化能力和硝化活性。该草原生态系统中的甲烷氧化细菌（MOB）群落结构较为单一,主要以type Ia Methylobacter为主,尤其是在放牧土壤中,99%以上的活性MOB属于Methylobacter这一属。甲烷氧化和氨氧化之间的交互作用强烈,主要体现在Nitrosospira属的AOB和Methylobacter属的MOB二者之间的竞争性交互作用。