草原生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,储存了全球10%～30%的土壤碳,并且其碳库较为稳定,对全球碳循环有重要影响,但是对草原碳的转化以及驱动碳循环的活性微生物不甚了解。因此,本论文选取内蒙古典型草原,以羊草(Leymuschinensis)为对象,以围封、放牧两种不同草原利用方式的土壤为载体,通过室内栽培的方式,探究了不同类型土壤养分元素胁迫对限制牧草生长造成其矮小化的影响,结合稳定性同位素核酸探针技术(RNA-SIP)和高通量测序技术,研究了羊草营养生长阶段光合碳在根际微域中向土壤中的释放与转化相关的活性微生物群落结构,分析了羊草不同部位(茎叶、根系)残体在围封、放牧土壤中分解及其相关活性微生物群落,基于以上研究,本文主要结果如下:(1)在温室条件下将牧草种植在不同缺素处理的围封、放牧土壤中,通过对不同阶段株高和地上部生物量的分析,发现牧草在草原土壤缺乏磷素的处理下呈现明显的“矮小化”趋势,并且对磷素的吸收利用率在围封和放牧土壤处于不同的时期;氮素的缺失部分影响了牧草后期的再生,尤其在放牧土壤中其第8次收割的生物量显著低于全素的处理;放牧土壤中铜素的缺失在一定程度上限制了牧草的生长。(2)在温室条件下对处于营养生长阶段的羊草进行14天的13CO2脉冲标记,发现羊草光合碳由根系向土壤中释放时,根面、根际以及非根际的活性细菌、真核微生物群落表现显著差异。RNA-SIP微宇宙培养实验表明,在围封土壤中,Actinobacteria 的 Gaiella、Rubrobacter 与 Proteobacteria 的 Microvirga、Massillia、Shinella分别是根际和根面的主要同化光合碳的活性细菌,而Leptomyxa、Hamigera、Cladosporium分别是根际和根面的主要同化光合碳的活性真核微生物。(3)将13C-羊草不同部位残体施入围封、放牧土壤中,室内培养56天,发现羊草残体在围封土壤中被有效分解,显著提高了土壤有机碳含量,并引起对土壤原有有机质的正激发效应。而羊草不同部位残体引起放牧土壤不同的激发效应,即羊草茎叶引起正激发效应,而根系引起负激发效应。(4)围封和放牧土壤对羊草不同部位的分解致其活性细菌群落结构明显不同,其中Billicus是围封土壤中羊草茎叶分解的主要菌属,Escherichia-Shigella是放牧土壤中分解羊草根系的关键菌属。在56天的培养中,真核生物主要参与了羊草根系的分解,其中Euglypha对于羊草根系在围封环境中的降解发挥主导作用;在放牧土壤中,Rhogostoma、Euglypha、Malassezia等共同作用来参与羊草根系的分解。