土壤微生物是生态系统的核心,与一系列生态过程密切相关,不仅直接影响土壤肥力的形成和维持过程,还是物质转化的主要驱动者,支撑着生态系统的过程与功能。在植物-土壤系统中,不同植物倾向选择特定的微生物群落组成,从而影响土壤微生物的生态功能。中国为了防治风沙危害,在北方风沙区营造了大面积的固沙灌木林,尽管大量的研究已经评价了其对土壤理化性质、小气候等的影响,但对土壤微生物群落组成、功能等方面影响的研究则非常有限。本文以中国北方三种典型固沙灌木油蒿（Artemisia ordosica）、沙柳（Salix psammophila）和柠条（Caragana microphylla）林地为研究对象,采用野外原位取样、高通量测序、稳定同位素示踪和室内控制实验等技术手段,在明确三种灌木林地土壤微生物活性、物种组成以及群落结构差异的基础上,研究了其在土壤有机碳累积和氮转化过程中的作用。主要研究结果及结论如下:（1）与裸沙地相比,三种灌木林地土壤酶活性、微生物量（碳、氮）以及微生物多样性均显著提高。油蒿林地土壤酶活性和微生物量最高,土壤细菌多样性高于沙柳和柠条林地,油蒿和柠条林地土壤真菌多样性高于沙柳林地。在油蒿、沙柳和柠条林地土壤中,相对丰度最高的细菌门分别为变形菌（Proteobacteria;占36.55%）、放线菌（Actinobacteria;占28.01%）和拟杆菌（Bacteroidetes;占8.73%）,相对丰度最高的真菌门分别为子囊菌（Ascomycota;占71.57%）、担子菌（Basidiomycota;占87.11%）和子囊菌（占77.54%）。（2）有机碳矿化实验中,油蒿、沙柳和柠条林地土壤的二氧化碳累积释放量分别为176.21 mg C?kg^–1、308.04 mg C?kg^–1和252.65 mg C?kg^–1,其中,沙柳林地最高。矿化动力学模型估算结果显示,沙柳林地土壤惰性有机碳库矿化速率也最高(1.18 mg C?kg^–1?day^–1)。从土壤微生物功能基因角度来看,三种灌木林地土壤微生物碳分解基因的差异主要表现在分解惰性有机碳（如羧酸类和苯酚类化合物）上,并且参与碳分解的微生物主要属于放线菌门、变形菌门及酸杆菌门（Acidobacteria）。土壤惰性有机碳库矿化速率与微生物群落组成和功能基因间皆存在显著的相关关系。（3）油蒿林地具有最高的土壤微生物碳利用效率（葡萄糖,58.65%;苯酚,13.03%）,沙柳林地最低（葡萄糖,30.82%;苯酚,6.29%）。相关分析显示,土壤微生物碳利用效率与土壤碳氮比及氮有效性显著相关。在标记底物（葡萄糖和苯酚）添加示踪实验中,碳利用效率对微生物同化葡萄糖为有机碳库的影响较大。油蒿林地土壤较高的微生物碳利用效率能使底物更多地被同化为微生物量碳和矿质有机碳,从而增加了有机碳库的稳定性。（4）三种灌木林地土壤氮的总氨化速率无显著差异,且净氨化速率均为负值,即铵态氮同化速率大于生成速率。柠条林地土壤总硝化速率高于油蒿和沙柳林地,且净硝化速率为正值,即硝态氮的生成速率大于被同化速率,表现为硝态氮在土壤中累积。各灌木林地土壤微生物氮循环功能基因相对丰度存在差异,柠条林地土壤中,nir D基因（参与异化硝酸盐还原通路）相对丰度最低,nir K基因（参与反硝化通路）相对丰度最高。土壤微生物量氮和微生物氮循环功能基因（主要是参与硝化以及同化和异化硝酸盐还原通路）共同调控氮转化速率,且微生物量氮对总氨化和总硝化速率的解释度更高。研究结果表明,不同固沙灌木林地具有特定的土壤微生物群落组成和功能特性。油蒿、沙柳和柠条林地土壤微生物分别促进了稳定有机碳的合成、惰性有机碳的分解和有效氮的流失,就土壤微生物对有机碳累积及氮转化的作用而言,油蒿林地更有利于沙地土壤肥力的提升。本研究从土壤微生物的视角为荒漠化防治中灌木种选择提供了新的理论支持,并为深入认识固沙灌木对土壤肥力形成及生态过程的影响,提供了微生物机制的解释,研究结果可为全面评价固沙灌木林地的生态效应提供依据。