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草地生态系统中,氮素往往是初级生产力的首要限制资源。氮素在草地生态系统中的流动是否平衡,是影响草地生产力重要因素,并且直接关系到草地生态系统功能的发挥。放牧作为人类对草地的主要利用方式之一,它往往可以通过作用于地上植物群落和土壤改变地下生物量和物质周转进而控制草地氮循环速率。本试验采用离子交换树脂膜技术,通过研究松嫩草地不同植物多样性背景下,不同放牧方式(牛单独放牧、羊单独放牧和牛、羊混合放牧)对草地土壤无机氮可利用性的影响,揭示不同种类家畜放牧及其动物之间的相互作用对草地氮循环速率的作用效应,分析不同放牧方式与植物多样性对草地氮循环的互作效应,并试图阐释放牧与植物多样性互作对草地氮循环的调控机制。研究结果表明:不同放牧方式、不同植物多样性均显著影响草地土壤无机氮的可利用性,且放牧与植物多样性对土壤无机氮的可利用性具有明显的互作效应,此外,土壤氮的可利用性在不同时间对放牧的响应表现出明显的差异。(1)低植物多样性背景下,不同放牧方式显著影响土壤氨态氮、硝态氮和总无机氮可利用性,并在不同月份(6、7、8月)表现出不同的作用结果。在6月份,不同放牧方式对土壤铵态氮、硝态氮和总无机氮可利用性均没有显著影响;在7月份,牛、羊单独放牧均显著降低了土壤中氨态氮可利用性,且牛单独放牧显著低于羊单独放牧,而牛羊混合放牧对土壤氨态氮可利用性无显著影响;不同放牧方式均显著提高了土壤硝态氮和总无机氮的可利用性,且混合放牧显著高于两种单独放牧;在8月份中,牛单独放牧处理显著提高了土壤中氨态氮的可利用性,而其他放牧方式对土壤总无机氮的可利用性的作用结果不显著。(2)高植物多样性背景下,不同放牧方式显著影响土壤氨态氮、硝态氮和总无机氮可利用性,并在不同月份(6、7、8月)表现出不同的作用结果。6月份,混牧处理中,土壤氨态氮可利用性显著高于牛单牧和羊单牧处理。羊单牧处理显著提高了土壤硝态氮和总无机氮的可利用性。7月份,三种放牧处理都显著提高了土壤氨态氮可利用性,且牛单牧和混牧处理显著高于羊单牧处理。两种单牧处理显著提高了土壤硝态氮和总无机氮的可利用性,且牛单牧显著低于羊单牧。8月份,放牧对土壤氨态氮可利用性的影响不显著,并且只有牛单牧显著提高了土壤硝态氮和总无机氮可利用性。混牧处理在三个月份对土壤总无机氮的可利用率均无显著影响。(3)同一放牧处理内,高、低植物多样性显著影响土壤无机氮可利用性,并在不同月份中表现出不同的作用结果。在羊单独放牧处理中,8月份,高植物多样性区域内土壤总无机氮可利用性显著高于低植物多样性区域,6、7月份无显著差异。在牛单独放牧处理中,高植物多样性区域土壤总无机氮可利用率在6、7、8月均显著高于低植物多显著高于高植物多样性区域。无牧处理中,低植物多样性区域内土壤总无机氮可利用性在6、7月显著高于高植物多样性区域,8月份无显著差异。本研究通过对在不同植物多样性背景下、不同放牧动物种类及其组合方式下,草地土壤无机氮可利用性的变化结果表明:在适度放牧条件下,牛羊单独放牧均能显著提高草地的氮循环速率,且不依赖于草地的初始植物多样性背景;不同动物种类间对草地氮循环的调控具有明显的互作效应,且对草地植物多样性状况具有很强的依赖性,低植物多样性条件下,牛羊混合放牧对草地氮循环的影响具有明显的加性效应,而在高植物多样性条件下,牛羊混牧对草地氮循环具有明显的拮抗作用,这种拮抗作用抵消了放牧对草地氮循环带来的促进效应。放牧对草地氮循环影响的作用机制是极其复杂的,放牧干扰下草地氮循环的变化是放牧导致的植物、枯落物、土壤环境及其土壤微生物等多因素相互作用的结果。