摘要：以内蒙古四子王旗荒漠草原土壤作为对象，采用野外试验和室内实验的方法，研究不同放牧方式对土壤微生物量碳氮的影响。研究结果表明，土壤微生物量碳氮及其比值受放牧方式与土层深度影响。0 — 10cm土层中，中度放牧微生物量碳氮含量显著高于其他处理，20 — 40cm土层中，微生物量碳在中度放牧下仍保持相对较高值，适当放牧方式能促进微生物活性及提高土壤生态系统功能，为荒漠草原的可持续利用提供了科学依据。

       关键词：荒漠草原；放牧方式；微生物量碳氮；影响机制

       1. 材料与方法

       1.1 研究区概况

       内蒙古自治区乌兰察布市中部的四子王旗地理坐标 位 于 东 经 111 °53 ′15 ″至 111 °53 ′25 ″、 北 纬41°47′15″到 41°47′17″之间，这里为中温带大陆性季风气候，气候干冷且阳光充沛，年平均气温 4.4℃,年均降水量 368.8 毫米，降水大多集中于夏季，植被以荒漠草原为主，植被覆盖度低，群落结构单一，草层低矮稀疏，土壤以栗沙土、松沙土和棕钙土为主，其中棕钙土占据优势地位，该区域生态系统脆弱，受气候和地形影响，地下水系分布不均，严重缺水。

       1.2 样品采集与处理

       研究采用的采样方案为每个小区随机设 5 个  1m×1m 样方共 50 个，用直径 4cm 的土钻按“五点法”对 每个样 方 分层 0—10cm、10—20cm、20—40cm 采 集 土层 的 土壤样 品， 每个试 验 区 可得 15 个样 品（5 个样方 ×3 个土层）， 10 个试验区样品总数为 150 个。土样过 2 mm 筛后放入 4℃的冷藏箱里保存，测定微 生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）。

       试验处理分为 CK-1 围封样地为对照处理； LG-2、8、9 为轻度放牧，MG-4、7、11 为中度放牧， HG-3、5、12 为重度放牧（表 1）。

       1.3 土壤样品测定
       土壤微生物量碳、氮的测定采用氯仿熏蒸 - 提取法，此方法通过熏蒸抑制土壤微生物呼吸作用以准确测定微生物量碳、氮。

       1.4 数据处理与分析

       采用 Excel 软件整理数据，采用 SPSS 单因子方差（One ANOVA）分析数据差异显著性。

       2. 结果与分析

       2.1 放牧方式对土壤微生物量碳氮含量的影响

       在微生物量碳方面，由表 1 数据可知，0-10cm土层中，中度放牧样地（如 M2-7）的 MBC 含量最高，达到 107.29mg/kg，显著高于其他处理组。这可能是因为中度放牧条件下，植被生长状况相对较好，为土壤微生物提供了丰富的碳源，促进了微生物的生长和繁殖，进而增加了微生物量碳的积累。轻度放牧样地的 MBC 含量次之，重度放牧样地（如 H1-3）的MBC 含量 最低， 仅 为 51.38mg/kg， 这 可 能是 由 于 过度放牧导致植被覆盖度降低，土壤有机质输入减少，微生物可利用的碳源不足，从而抑制了微生物的生长。

       随着土层深度的增加，各处理组 MBC 含量均呈现 下 降 趋 势。 在 10—20cm 和 20—40cm 土 层， 中 度放牧样地的 MBC 含量依然相对较高，表明中度放牧对土壤微生物量碳的影响具有一定的深度效应。

       对于微生物量氮，其变化趋势与微生物量碳相似。在 0—10cm 土层， 中度放牧样地（M2-7）的 MBN 含量为 9.87mg/kg， 高于其他处理组。轻度放牧样地的MBN 含量处于中等水平，重度放牧样地（H1-3）的MBN 含量最低，为 3.70mg/kg。这可能是因为微生物量碳和氮之间存在一定的耦合关系，微生物的生长需要同时获取碳源和氮源，中度放牧有利于维持土壤中碳氮的平衡，促进微生物的生长和繁殖。

       在不同土层深度，MBN 含量也随土层加深而降低。这可能是由于表层土壤受放牧活动影响较大，植被根系分布较多，为微生物提供了更适宜的生存环境，有利于微生物量氮的积累。

       2.2 放牧方式对土壤微生物量碳氮比值的影响

       0—10cm、10—20cm、20—40cm 处 LG 条 件 下MBC/MBN 显著高于 CK、MG、HG，并存在显著差异（如图 1A、B、C）  。LG 放牧处理利于维持该土层较高的 MBC/MBN 比值，说明对该土层此比值的维持有积极作用，CK、MG 和 HG 放牧处理使其降低。图 1中不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

       3. 结论与讨论

       放牧方式对土壤微生物量碳、氮影响较大。重度放牧下土壤微生物多样性降低 20%—30%，重度放牧使土壤碳氮比失衡，微生物获取氮素需投入更多能量从而碳利用效率降低，放牧强度增加时土壤微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）含量显著降低且 MBC/MBN 比值下降使得微生物群落从富营养型向寡营养型转变 [1-3]。过度放牧对草原恢复力的影响，发现过度放牧的草地若邻近禁牧区会使土壤物理性质恶化和微生物群落功能退化，从而显著抑制其自然恢复能力 [4] 。对荒漠草原的研究显示，土壤团聚体微生物群落组成会被放牧强度改变进而使土壤有机碳周转速率发生变化 [5] 。研究表明，放牧方式和土层深度显著影响土壤微生物量碳、氮及其比值。0—10cm 土层中，中度放牧样地微生物量碳含量最高，重度放牧最低 [6] ；随土层加深，各处理组微生物量碳和微生物量氮含量均下降，且中度放牧在深层仍保持相对较高。 MBC/MBN变化趋势与微生物量碳、微生物量氮相似， 0—10cm土层中轻度放牧时该比值最高，重度放牧最低。

       从不同土层综合分析，轻度放牧对维持或提升微生物量碳含量效果最佳，重度放牧则显著抑制；对照处理在各土层对微生物量氮积累最有利，放牧活动普遍抑制微生物量氮含量。轻度放牧能维持较高的MBC/MBN 比值，重度放牧则使其显著降低。

参考文献：

[1] 张蒙蒙 , 徐国策 , 张铁钢 , 等 . 放牧强度对荒漠草原土壤微生物群落特征的影响 [J]. 水土保持学报 ,2024,38(03):306-313.

[2] 吴佳芯 , 李邵宇 , 韩国栋 . 不同放牧强度下荒漠草原土壤化学计量失衡与微生物碳利用效率的联系 [J]. 应用生态学报 ,2024,(08):2108- 2118.

[3]赵天启 .放牧强度对荒漠草原土壤有机碳特征的影响及其机制 [D].内蒙古农业大学 ,2022.

[4]Fang M,Lu G,Zhang S,et al.Overgrazing on unmanaged grassland interfered with the restoration of adjacent grazing-banned grassland by affecting soil properties and microbial community[J].Frontiers in Microbiology, 2024,14:1327056.

[5]Fan J, Jin H, Zhang C, et al. Grazing intensity-induced alternations of soil microbial community composition in aggregates drive soil organic carbon turnover in a desert steppe[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2021, 313: 107389.

[6] 张蕴薇 , 韩建国 , 韩永信 , 等 . 不同放牧强度下人工草地土壤微生物量碳、氮的含量 [J]. 草地学报 ,2003(04):343-345+34.