在全球气候变暖的大环境下,青藏高原也正面临气候变暖。据IPCC(2007)报道,预计青藏高原的土壤表面温度的增加将远远高于全球增温的平均水平。同时,放牧是青藏高原高寒草甸的主要土地利用方式,随着放牧压力的增大,青藏高原的生态环境发生了重大变化。增温和放牧对当地生态系统的影响受到了政府、科学家和各界人士的广泛关注。近年来,许多研究人员就增温和放牧对土壤理化性质、动植物群落、生物多样性、温室气体等影响做了大量的研究,但对微生物影响的研究相对缺乏。土壤微生物是推动整个生物地球化学循环运行的核心环节,它们对C、N、P、S等元素的周转、有机质的形成和土壤碳蓄积、以及气体交换和污染物的降解等生物地球化学循环起到了十分重要的作用。研究增温和放牧对青藏高原微生物群落结构和功能的影响,可以为全球气候变化和放牧等人类活动对青藏高原微生物群落的影响提供比较系统的理论依据,为全球变化下微生物群落变化动态提供理论补充。　　 本论文的核心内容是增温和放牧对青藏高原土壤微生物结构和功能的影响。本实验用红外增温系统模拟增温,并结合生长季自然放牧处理进行双因子实验设计,设置了四个处理:不增温不放牧(NWNG)、不增温放牧(NWG)、增温不放牧(WNG)和增温放牧(WG),每个处理设四个重复。通过在野外对土壤理化性质、地下生物量、地上现存生物量以及温室气体通量进行观测,以及室内分子生物学实验,研究分析青藏高原增温和放牧对土壤微生物结构和功能的影响。其中,T-RFLP和454测序以细菌为通用引物,对细菌的群落结构进行分析;Geochip主要用于对细菌、真菌等微生物功能群的动态进行分析。　　 主要研究结果如下:　　 1.增温和放牧对环境和生物因子的影响　　 WNG较NWNG显著增加了土壤温度、地上现存生物量和植物多样性,降低了土壤的湿度和植物丰富度,WG处理较NWG显著增加了土壤温度、TOC、TN含量、地上现存生物量、地下生物量和植物多样性,降低了土壤湿度。增温对其它因素的影响不显著。　　 NWG处理较NWNG显著增加了土壤温度、NO3-含量,降低地上现存生物量、地下生物量、植物丰富度和植物多样性;WG较WNG增加了土壤温度和NO3-含量,显著降低地上现存生物量和植物多样性,对地下生物量没有显著影响;放牧对其它因素的影响不显著。　　 2.增温和放牧对微生物群落结构的影响　　 增温不放牧WNG较NWNG增加了细菌的丰富度、多样性以及微生物的丰富度,WG较NWG处理显著降低了微生物丰富度和微生物多样性,无论放牧与否,增温对微生物群落的均匀度影响都不显著。细菌群落中,最大的类群是放线菌,其次是变形菌、酸杆菌和拟杆菌,其中,WG显著增加了放线菌的相对丰富度,对其它类群的影响不显著。　　 NWG增加了微生物的丰富度和多样性,对细菌的多样性和丰富度的影响并不显著。WG处理较WNG降低了细菌的多样性、丰富度以及微生物的丰富度和多样性,增加了微生物的均匀度,放牧有降低增温对细菌多样性和丰富度正效应的趋势;在细菌群落中,WG处理较WNG增加了放线菌,降低了拟杆菌的相对丰富度,对其它类群的影响不显著。　　 3.增温和放牧对微生物功能类群的影响　　 WG与NWG相比显著降低了固碳菌的相对丰富度;WG处理增加了固氮菌、甲烷菌的相对丰富度,降低了磷循环以及磷利用菌的相对丰富度,对反硝化菌和碳降解菌的相对丰富度的影响不显著。　　 无论增温与否,放牧显著降低了硝化菌的相对丰富度。NWG显著降低了固氮菌的相对丰富度,增加了反硝化菌的相对丰富度;WG处理降低了碳降解菌、磷循环和磷利用菌的相对丰富度。放牧对固碳菌和产甲烷菌的相对丰富度的影响不显著。　　 4.影响土壤微生物结构和功能的因素:　　 土壤化学性质和植物群落是影响微生物群落总体变化的主要因子。大部分微生物功能群与NH4+、TN、TOC、TP显著正相关,其中硝化菌还与地下生物量显著正相关。温度、NO3-、地上现存生物量和植物多样性与细菌多样性、细菌丰富度显著正相关,NH4+与细菌多样性显著负相关(显著性水平为P=0.1)。