摘要
草地生态系统是陆地生态系统重要的组成部分，其生态系统功能的正常发挥对维持全球区域性生态平衡具有极其重要的意义。近年来，过度放牧使得草地退化日益严重，草地生态功能不断下降。为缓解放牧对天然草地压力，通过开展放牧影响对不同人工混播草地生态系统中植被群落、土壤性质和微生物群落的响应研究，了解人工草地生态系统在放牧干扰下的变化规律,对现存草地的修复与合理开发利用，具有直接的理论指导和实践意义。本研究以宁夏盐池县人工混播草地为研究对象，采用单因素随机区组设计，构建出三种混播牧草组合:处理1(T1),苜蓿+新麦草、无芒雀麦、紫羊茅;处理2(T2),苜蓿+新麦草、垂穗披碱草、早熟禾;处理3(T3),苜蓿+新麦草、扁穗冰草、蒙古冰草。试验连续2年探究了放牧影响下三种人工混播草地土壤理化性状、植被群落多样性的变化规律;借助磷脂脂肪酸(PLFAs)和高通量测序技术，研究了连续2年放牧影响下以磷脂脂肪酸含量表征的土壤微生物群落组成、丛枝菌根(AM)真菌群落结构、多样性的变化趋势，初步揭示了驱动不同类型人工混播草地土壤主要微生物群落及AM真菌群落变化的环境因子。主要结果如下: (1)两年放牧影响下，T1、T2和T3处理的草地植被群落地上生物量、高度、密度、重要值及多样性指数随着放牧周期延长呈下降趋势。随时间延长，放牧对三种类型混播草地植被群落地上生物量、植被高度、密度、重要值及多样性下降受放牧影响逐渐加大。在相同放牧强度下，T1处理的植被群落恢复性能强于T2、T3处理，且能保持相对较高的植被群落多样性。 (2)与未放牧时期相比，连续一年放牧影响结束后，三种人工混播草地中土壤速效磷和速效钾含量分别上升了72.86％～75.76％和62.30％～72.58％;土壤pH、有机质、全氮和全磷含量总体上均呈下降趋势。2022年放牧影响结束后，T1、T2和T3处理下的土壤有机质含量较2021年升高了31.82％～36.44％,土壤pH、速效磷、速效钾和碱解氮含量也呈升高趋势，而全氮和全磷含量呈下降趋势。 (3)两年的放牧影响，使以磷脂脂肪酸含量表征的土壤主要类群微生物生物量增加。与2021年相比，2022年放牧影响下的土壤细菌、真菌分别提升了65.87％～85.67％和54.01％～73.42％、微生物群落总生物量提升了72.93％～79.81％。连续2年放牧影响下，T2处理的土壤细菌、真菌、总微生物量均显著高于T1、T3处理;但T3处理下的土壤AM真菌磷脂和中性脂含量以及总AM真菌生物量均显著高于T1、T2处理。 (4)蒙特卡洛检验表明，放牧影响下人工混播草地土壤pH以及土壤碳、氮是影响微生物生物量变化的主要因子。2021年，放牧影响下土壤铵态氮、有机质是驱动土壤主要微生物类群生物量的主要环境因子;土壤铵态氮、全氮是驱动土壤AM真菌及总微生物量变化的主要环境因子。2022年，放牧影响下土壤全氮和pH是驱动土壤主要微生物类群生物量的主要环境因子;土壤有机质和铵态氮是驱动AM真菌及群落总微生物量变化的主要环境因子。 (5)高通量测序结果表明，三种不同类型人工混播草地的土壤样品中，AM真菌OTUs序列可聚类为1门、3纲、4目、10科、10属。在属水平上，两年放牧影响下，草地土壤AM真菌优势种均为球囊霉属和类球囊霉属，二者相对丰度之和占比高达47.0％-55.9％。两年放牧影响下各处理间AM真菌的Chao1指数和物种数间存在显著性差异;AM真菌群落beta多样性间也存在显著差异。RDA分析表明，放牧第1年影响下，驱动AM真菌多样性及群落组成变化的环境因子为土壤水分、速效磷和硝态氮;放牧第2年影响下，植被生物量和硝态氮是驱动AM真菌多样性及群落组成变化的主要环境因子。 (6)Pearson相关性分析结果表明:放牧影响了人工混播草地植被群落特征、土壤性质与AM真菌群落间的相关关系。除土壤铵态氮和碱解氮外，AM真菌类群与大部分土壤环境因子间均存在显著相关关系。放牧影响两年后，三种人工混播草地土壤AM真菌会受到土壤水分、养分和植物群落变化的显著影响，但是土壤水分对AM真菌群落的影响比土壤环境因子和植物群落变化的影响更为显著。相关因子对不同类型人工混播草地土壤AM真菌群落组成和多样性存在直接或间接的影响。
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