內(nèi)蒙古荒漠草原：放牧強(qiáng)度與根際、非根際土壤微生物群落的生態(tài)響應(yīng)研究一、引言1.1研究背景與意義土壤微生物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性最豐富的群落之一，在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們參與土壤中有機(jī)質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分循環(huán)、土壤結(jié)構(gòu)的形成與穩(wěn)定等關(guān)鍵生態(tài)過程，對維持土壤肥力、促進(jìn)植物生長以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定具有不可替代的作用。在內(nèi)蒙古荒漠草原這一獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微生物群落更是扮演著不可或缺的角色。內(nèi)蒙古荒漠草原是我國重要的生態(tài)屏障和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定對于區(qū)域乃至全國的生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要意義。放牧作為草地生態(tài)系統(tǒng)最主要的利用方式之一，在維持畜牧業(yè)發(fā)展和保障牧民生計(jì)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，近年來由于人口增長和畜牧業(yè)的快速發(fā)展，放牧強(qiáng)度不斷增加，許多地區(qū)出現(xiàn)了過度放牧的現(xiàn)象。過度放牧導(dǎo)致草地植被遭到嚴(yán)重破壞，草地退化問題日益嚴(yán)峻，進(jìn)而對土壤微生物群落產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。不同的放牧強(qiáng)度會改變草地的植被覆蓋度、植物種類組成以及土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，如土壤酸堿度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤養(yǎng)分含量等，而這些變化又會直接或間接地影響土壤微生物的種類、數(shù)量、分布以及群落結(jié)構(gòu)和功能。深入研究內(nèi)蒙古荒漠草原根際及非根際土壤微生物群落對不同放牧強(qiáng)度的響應(yīng)具有極其重要的理論和實(shí)踐意義。在理論層面，有助于我們深入了解放牧干擾下土壤微生物群落的變化規(guī)律和內(nèi)在機(jī)制，豐富和完善土壤微生物生態(tài)學(xué)以及草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的理論體系。通過揭示土壤微生物群落與放牧強(qiáng)度之間的定量關(guān)系，能夠進(jìn)一步明晰土壤微生物在草地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程中的作用機(jī)制，為深入理解草地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能提供重要的理論依據(jù)。在實(shí)踐方面，研究成果對內(nèi)蒙古荒漠草原的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)利用具有重要的指導(dǎo)價值。當(dāng)前，內(nèi)蒙古荒漠草原面臨著嚴(yán)重的生態(tài)退化問題，通過掌握不同放牧強(qiáng)度對土壤微生物群落的影響，我們可以制定出更加科學(xué)合理的放牧管理策略，實(shí)現(xiàn)草地資源的可持續(xù)利用。例如，確定合理的載畜量，避免過度放牧，以維持草地植被和土壤微生物群落的穩(wěn)定；優(yōu)化放牧方式，采用輪牧、休牧等措施，促進(jìn)草地生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)和恢復(fù)。這不僅有助于保護(hù)草原生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生物多樣性，還能保障畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)牧民增收致富，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀土壤微生物群落作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。在國外，早在20世紀(jì)初，科學(xué)家就開始關(guān)注土壤微生物的存在及其對土壤肥力的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究手段日益豐富，從傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法到現(xiàn)代的分子生物學(xué)技術(shù)，如PCR擴(kuò)增、高通量測序等，極大地推動了土壤微生物群落研究的發(fā)展。國外學(xué)者對不同生態(tài)系統(tǒng)類型下的土壤微生物群落進(jìn)行了廣泛而深入的研究，包括熱帶雨林、溫帶森林、草原、濕地等，揭示了土壤微生物群落的多樣性、分布規(guī)律以及與環(huán)境因子之間的關(guān)系。例如，在熱帶雨林土壤微生物研究中，發(fā)現(xiàn)其微生物多樣性極高，且不同層次土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異，這與熱帶雨林豐富的植被類型和獨(dú)特的氣候條件密切相關(guān)；對溫帶森林土壤微生物的研究表明，土壤微生物在凋落物分解和養(yǎng)分循環(huán)過程中起著關(guān)鍵作用，其群落結(jié)構(gòu)和功能受樹種組成、土壤理化性質(zhì)等多種因素的調(diào)控。在國內(nèi)，土壤微生物群落研究起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。我國學(xué)者結(jié)合國內(nèi)豐富的生態(tài)系統(tǒng)類型，開展了大量具有地域特色的研究工作。在森林生態(tài)系統(tǒng)方面，對東北長白山森林、西南喀斯特森林等不同區(qū)域的研究，明確了土壤微生物群落對森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的重要貢獻(xiàn)，以及森林植被類型、海拔高度等因素對土壤微生物群落的影響；在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，研究了不同施肥方式、耕作制度下土壤微生物群落的變化，為提高農(nóng)田土壤肥力和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了理論依據(jù)。放牧作為草地生態(tài)系統(tǒng)的主要利用方式，其對土壤微生物的影響也受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國外相關(guān)研究較早，通過長期定位實(shí)驗(yàn)和野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)放牧?xí)淖兺寥赖奈锢斫Y(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響土壤微生物的數(shù)量、活性和群落結(jié)構(gòu)。例如，在澳大利亞的草原研究中，發(fā)現(xiàn)過度放牧導(dǎo)致土壤緊實(shí)度增加，透氣性變差，土壤微生物數(shù)量和活性顯著降低，微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，一些對土壤肥力提升有益的微生物種類減少。國內(nèi)關(guān)于放牧對土壤微生物影響的研究也取得了一系列成果。在內(nèi)蒙古草原，眾多學(xué)者通過設(shè)置不同放牧強(qiáng)度的樣地，研究了放牧對土壤微生物群落的影響。結(jié)果表明，隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤微生物生物量碳、氮含量呈下降趨勢，土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化。在青藏高原高寒草地，研究發(fā)現(xiàn)過度放牧導(dǎo)致土壤微生物多樣性降低，土壤酶活性下降，影響了土壤養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，當(dāng)前研究仍存在一些空白與不足。一方面，雖然對放牧影響土壤微生物群落的研究已取得一定進(jìn)展，但在不同放牧強(qiáng)度下，根際及非根際土壤微生物群落的響應(yīng)機(jī)制尚不完全明確。根際土壤作為植物根系與土壤相互作用的重要區(qū)域，其微生物群落受到植物根系分泌物、根系生長等多種因素的影響，與非根際土壤微生物群落存在顯著差異。而目前關(guān)于放牧如何通過改變植物根系活動間接影響根際及非根際土壤微生物群落的研究相對較少，缺乏系統(tǒng)的對比分析。另一方面，現(xiàn)有的研究多集中在土壤微生物群落的數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化上，對于微生物功能多樣性以及微生物與植物、土壤之間的相互作用機(jī)制研究還不夠深入。微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中承擔(dān)著多種重要功能，如有機(jī)物分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、固氮等，深入了解不同放牧強(qiáng)度下土壤微生物功能多樣性的變化，對于全面認(rèn)識草地生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。此外，以往研究在空間尺度上的局限性較大，缺乏對不同區(qū)域、不同類型荒漠草原的綜合研究，難以建立具有普適性的理論模型來預(yù)測放牧對土壤微生物群落的影響。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入揭示內(nèi)蒙古荒漠草原在不同放牧強(qiáng)度下，根際及非根際土壤微生物群落的響應(yīng)機(jī)制，具體研究目標(biāo)與內(nèi)容如下：研究目標(biāo)：系統(tǒng)分析不同放牧強(qiáng)度下內(nèi)蒙古荒漠草原根際及非根際土壤微生物群落的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、多樣性及其功能特征的變化規(guī)律，明確放牧強(qiáng)度對土壤微生物群落影響的閾值范圍，為制定科學(xué)合理的荒漠草原放牧管理策略提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。研究內(nèi)容：在內(nèi)蒙古荒漠草原典型區(qū)域，依據(jù)地形地貌、土壤類型以及植被分布狀況，選取具有代表性的樣地，設(shè)置不同放牧強(qiáng)度處理，包括對照（無放牧）、輕度放牧、中度放牧和重度放牧。運(yùn)用稀釋平板法、最大或然數(shù)法（MPN）等傳統(tǒng)培養(yǎng)方法，結(jié)合熒光定量PCR等現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，對不同放牧強(qiáng)度下根際及非根際土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物的數(shù)量進(jìn)行精確測定，對比分析不同處理間微生物數(shù)量的差異及其變化趨勢。通過高通量測序技術(shù)（如IlluminaMiSeq測序平臺）對土壤微生物16SrRNA基因（細(xì)菌和古菌）、ITS基因（真菌）進(jìn)行測序分析，運(yùn)用生物信息學(xué)方法，如主成分分析（PCA）、冗余分析（RDA）等，深入研究不同放牧強(qiáng)度下根際及非根際土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)組成和多樣性變化，確定優(yōu)勢菌群及其對放牧強(qiáng)度變化的響應(yīng)模式。采用BiologEco微平板技術(shù)，測定不同放牧強(qiáng)度下土壤微生物對不同碳源的利用能力，分析微生物功能多樣性的變化；結(jié)合土壤酶活性測定，如脲酶、蔗糖酶、磷酸酶等，研究放牧強(qiáng)度對土壤微生物功能的影響，揭示土壤微生物功能與土壤養(yǎng)分循環(huán)、有機(jī)質(zhì)分解等生態(tài)過程之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過相關(guān)性分析、通徑分析等統(tǒng)計(jì)方法，綜合考慮土壤理化性質(zhì)（如土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷、速效養(yǎng)分等）、植被特征（如植被蓋度、植物種類組成、地上生物量等）等因素，構(gòu)建放牧強(qiáng)度-土壤理化性質(zhì)-植被特征-土壤微生物群落的綜合響應(yīng)模型，深入探討放牧強(qiáng)度對根際及非根際土壤微生物群落的影響機(jī)制，明確各因素之間的相互作用關(guān)系和調(diào)控途徑。二、研究區(qū)域與方法2.1研究區(qū)域概況本研究區(qū)域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部的荒漠草原地帶，地理坐標(biāo)介于北緯41°30′-42°30′，東經(jīng)107°00′-108°30′之間。該區(qū)域?qū)儆跍貛Т箨懶愿珊禋夂?，其顯著特點(diǎn)為冬季漫長且寒冷，夏季短暫而炎熱，晝夜溫差極為顯著，年平均氣溫在3-5℃之間。年降水量稀少，通常在150-250毫米左右，且降水主要集中在夏季的6-8月，這三個月的降水量約占全年降水量的70%-80%。而年蒸發(fā)量卻高達(dá)2000-2500毫米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降水量，導(dǎo)致氣候干旱程度較高。在植被方面，該荒漠草原主要以旱生和超旱生的草本植物以及小半灌木為主。其中，優(yōu)勢植物種類包括戈壁針茅（Stipagobica）、短花針茅（Stipabreviflora）、無芒隱子草（Cleistogenessongorica）、冷蒿（Artemisiafrigida）、糙隱子草（Cleistogenessquarrosa）等。這些植物在長期適應(yīng)干旱環(huán)境的過程中，形成了一系列特殊的形態(tài)和生理特征，如根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤深處吸收水分；葉片狹小且厚實(shí)，有的還具有蠟質(zhì)層或絨毛，以減少水分蒸發(fā)。它們在維持荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、防止土壤侵蝕、提供動物食物等方面發(fā)揮著重要作用。土壤類型主要為棕鈣土，這是在干旱氣候和草原植被條件下形成的一種地帶性土壤。棕鈣土的表層有機(jī)質(zhì)含量較低，一般在1%-2%之間，這主要是由于荒漠草原植被生長稀疏，凋落物輸入量少，且在干旱條件下，微生物分解作用相對較弱。土壤質(zhì)地多為砂質(zhì)壤土或壤土，土壤顆粒間孔隙較大，通氣性和透水性良好，但保水保肥能力較差。土壤pH值呈堿性，一般在8.0-9.0之間，這與該地區(qū)的氣候條件和土壤母質(zhì)有關(guān)，堿性環(huán)境對土壤中某些養(yǎng)分的有效性和微生物的生存與活動產(chǎn)生一定影響。該研究區(qū)域在內(nèi)蒙古荒漠草原中具有典型性和代表性。其獨(dú)特的地理位置和氣候條件，使其成為研究放牧對土壤微生物群落影響的理想場所。一方面，這里是傳統(tǒng)的畜牧業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，放牧活動歷史悠久且強(qiáng)度差異較大，為研究不同放牧強(qiáng)度的影響提供了豐富的樣本。另一方面，荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)相對脆弱，對放牧干擾的響應(yīng)更為敏感，能夠更明顯地反映出放牧強(qiáng)度變化對土壤微生物群落以及整個生態(tài)系統(tǒng)的影響，有助于深入揭示放牧干擾下土壤微生物群落的響應(yīng)機(jī)制，為荒漠草原的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.2.1樣地設(shè)置在內(nèi)蒙古荒漠草原研究區(qū)域內(nèi)，根據(jù)長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)地考察結(jié)果，選取了地形相對平坦、土壤類型均一且植被分布較為均勻的區(qū)域設(shè)置樣地。為了全面研究不同放牧強(qiáng)度對土壤微生物群落的影響，將樣地劃分為4個不同的處理組，分別為對照區(qū)（CK）、輕牧區(qū)（LG）、中牧區(qū)（MG）和重牧區(qū)（HG），每個處理設(shè)置3次重復(fù)，共計(jì)12個樣地，每個樣地面積為50m×50m。對照區(qū)采取完全禁牧措施，以模擬自然狀態(tài)下的草地生態(tài)系統(tǒng)，為其他放牧處理提供對比基準(zhǔn)。輕牧區(qū)按照當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)載畜量的50%進(jìn)行放牧，放牧?xí)r間為每年的5-10月，每天放牧?xí)r間為6-8小時，旨在模擬適度放牧對草地的影響，這種放牧強(qiáng)度下，草地植被能夠在一定程度上承受放牧壓力，同時仍保持較好的自我恢復(fù)能力。中牧區(qū)的載畜量設(shè)定為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)載畜量的80%，放牧?xí)r間和方式與輕牧區(qū)相同，該處理旨在研究中等程度的放牧干擾對土壤微生物群落的影響，此時草地植被可能會出現(xiàn)一定程度的變化，但尚未達(dá)到嚴(yán)重退化的程度。重牧區(qū)的載畜量則超過當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)載畜量的120%，放牧?xí)r間和方式不變，此處理用于探究過度放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響，在這種高強(qiáng)度放牧下，草地植被可能會遭受嚴(yán)重破壞，土壤微生物群落也可能面臨較大的改變。樣地選擇的依據(jù)主要考慮了以下幾個方面。一是地形地貌的一致性，平坦的地形可以減少因地形起伏導(dǎo)致的土壤水分、養(yǎng)分分布不均對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。二是土壤類型的均一性，相同的土壤類型能夠保證土壤本底條件的相似性，使不同放牧強(qiáng)度處理下土壤微生物群落的變化更能體現(xiàn)放牧因素的影響。三是植被分布的均勻性，均勻的植被分布可以減少因植被差異對土壤微生物群落的影響，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，所選樣地還具有一定的代表性，能夠反映內(nèi)蒙古荒漠草原的一般特征，使得研究結(jié)果具有更廣泛的應(yīng)用價值。通過這樣的樣地設(shè)置和處理，能夠系統(tǒng)地研究不同放牧強(qiáng)度下內(nèi)蒙古荒漠草原根際及非根際土壤微生物群落的響應(yīng)規(guī)律，為揭示放牧對土壤微生物群落的影響機(jī)制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。2.2.2土壤采樣土壤采樣工作于202X年7-8月進(jìn)行，這一時期是內(nèi)蒙古荒漠草原植物生長的旺盛期，土壤微生物的活性和數(shù)量相對較高，能夠更明顯地反映出不同放牧強(qiáng)度對土壤微生物群落的影響。在每個樣地內(nèi)，采用“S”形采樣法，隨機(jī)選取5個采樣點(diǎn)。對于根際土壤樣品的采集，首先小心挖掘出植物根系，輕輕抖落附著在根系表面的松散土壤，然后用無菌毛刷將緊密附著在根系周圍1-2mm范圍內(nèi)的土壤刷下，裝入無菌自封袋中，標(biāo)記為根際土壤樣品。對于非根際土壤樣品，在距離植物根系30cm以外的地方，使用無菌土鉆采集0-20cm土層的土壤，同樣裝入無菌自封袋中，標(biāo)記為非根際土壤樣品。每個樣地的5個根際和非根際土壤樣品分別混合均勻，形成一個混合樣品，以減少采樣誤差，提高樣品的代表性。為了進(jìn)一步研究土壤微生物群落的垂直分布特征，在每個樣地內(nèi)，還選擇了3個采樣點(diǎn)，使用土壤剖面采樣器，分別采集0-10cm、10-20cm、20-30cm土層的土壤樣品。采集方法與上述相同，每個土層的土壤樣品分別混合均勻，裝入無菌自封袋中，并標(biāo)記清楚采樣深度和樣地信息。土壤樣品采集后，立即放入便攜式冷藏箱中，保持低溫環(huán)境，以減少微生物群落的變化?；氐綄?shí)驗(yàn)室后，將一部分新鮮土壤樣品用于微生物的培養(yǎng)和活性測定，另一部分土壤樣品過2mm篩子，去除土壤中的植物根系、石塊等雜質(zhì)，然后分成兩份，一份保存于4℃冰箱中，用于土壤理化性質(zhì)的分析，如土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷、速效養(yǎng)分等指標(biāo)的測定；另一份保存于-80℃超低溫冰箱中，用于后續(xù)的分子生物學(xué)分析，如土壤微生物DNA的提取、高通量測序等，以研究土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和多樣性。整個采樣過程嚴(yán)格遵循無菌操作原則，避免樣品受到外界微生物的污染，確保采樣的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而為后續(xù)的研究提供可靠的土壤樣本。2.3研究方法2.3.1微生物分離培養(yǎng)對于細(xì)菌的分離培養(yǎng)，選用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基的成分包含牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化鈉5g、瓊脂15-20g，將這些成分溶解于1000mL蒸餾水中，并用1mol/L的NaOH或HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至7.2-7.4。在無菌操作臺上，將采集的土壤樣品用無菌水進(jìn)行梯度稀釋，稀釋倍數(shù)分別為10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6。取0.1mL不同稀釋度的土壤懸液，采用涂布平板法均勻涂布于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上，每個稀釋度設(shè)置3個重復(fù)。將涂布好的平板倒置放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48小時，待長出菌落。真菌的分離培養(yǎng)采用馬丁氏培養(yǎng)基。其配方為：葡萄糖10g、蛋白胨5g、KH2PO41g、MgSO4?7H2O0.5g、孟加拉紅0.033g、瓊脂15-20g，溶解于1000mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH值至自然狀態(tài)（約5.4-5.8），并加入1%鏈霉素溶液0.3mL，以抑制細(xì)菌生長。同樣對土壤樣品進(jìn)行梯度稀釋，取0.1mL稀釋液涂布于馬丁氏培養(yǎng)基平板上，每個稀釋度重復(fù)3次。將平板置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3-5天，觀察菌落生長情況。放線菌的分離培養(yǎng)使用高氏一號培養(yǎng)基，其成分包括可溶性淀粉20g、KNO31g、NaCl0.5g、K2HPO4?3H2O0.5g、MgSO4?7H2O0.5g、FeSO4?7H2O0.01g、瓊脂15-20g，溶解于1000mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH值至7.4-7.6。在土壤樣品稀釋后，取0.1mL稀釋液涂布于高氏一號培養(yǎng)基平板上，每個稀釋度設(shè)置3個重復(fù)。將平板放置在28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5-7天，待放線菌菌落形成。通過上述培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，能夠較為有效地對內(nèi)蒙古荒漠草原根際及非根際土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌進(jìn)行分離培養(yǎng)，為后續(xù)的微生物鑒定和群落分析提供基礎(chǔ)。2.3.2微生物鑒定對于分離得到的微生物，首先采用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行初步鑒定。在細(xì)菌方面，通過觀察其在培養(yǎng)基上形成的菌落特征，包括菌落的形狀、大小、顏色、邊緣、表面質(zhì)地、透明度等。例如，大腸桿菌的菌落通常呈圓形，邊緣整齊，表面光滑濕潤，顏色為白色或淡黃色；金黃色葡萄球菌的菌落則較大，呈圓形，表面光滑隆起，顏色為金黃色。同時，利用顯微鏡對細(xì)菌的個體形態(tài)進(jìn)行觀察，包括細(xì)菌的形狀（如球狀、桿狀、螺旋狀等）、排列方式（如單個、成對、鏈狀、葡萄狀等）以及是否具有芽孢、莢膜等特殊結(jié)構(gòu)。對于真菌，同樣觀察其菌落特征，如菌落的顏色、質(zhì)地（絨毛狀、絮狀、粉狀等）、生長速度等。青霉的菌落通常呈藍(lán)綠色，質(zhì)地為絨毛狀；曲霉的菌落顏色多樣，質(zhì)地為絨狀或絮狀。在顯微鏡下，觀察真菌的菌絲形態(tài)（有隔菌絲或無隔菌絲）、孢子形態(tài)（如分生孢子的形狀、大小、顏色，孢子梗的形態(tài)等），如青霉的分生孢子呈掃帚狀排列，曲霉的分生孢子呈放射狀排列。對于放線菌，觀察其菌落的形態(tài)，一般呈干燥、緊密、多皺，表面有粉狀或絨狀的氣生菌絲，顏色多樣。在顯微鏡下，觀察其菌絲的形態(tài)，包括基內(nèi)菌絲、氣生菌絲以及孢子絲的形態(tài)和排列方式，放線菌的孢子絲有直形、波曲狀、螺旋狀等不同形態(tài)。在傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代分子生物學(xué)方法進(jìn)行進(jìn)一步精確鑒定。以16SrRNA基因測序用于細(xì)菌鑒定為例，首先采用DNA提取試劑盒提取細(xì)菌基因組DNA，然后以提取的DNA為模板，使用通用引物27F（5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3′）和1492R（5′-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3′）進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系為25μL，包括10×PCRBuffer2.5μL、dNTPs（2.5mmol/L）2μL、引物（10μmol/L）各1μL、TaqDNA聚合酶（5U/μL）0.2μL、模板DNA1μL，加ddH2O補(bǔ)足至25μL。PCR反應(yīng)條件為：94℃預(yù)變性5分鐘；94℃變性30秒，55℃退火30秒，72℃延伸1分鐘，共30個循環(huán)；最后72℃延伸10分鐘。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測后，將目的條帶切膠回收，送至測序公司進(jìn)行測序。將測得的序列在NCBI（NationalCenterforBiotechnologyInformation）數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLAST比對，與已知序列進(jìn)行同源性分析，根據(jù)比對結(jié)果確定細(xì)菌的種類。對于真菌的ITS（InternalTranscribedSpacer）基因測序鑒定，提取真菌基因組DNA后，使用引物ITS1（5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′）和ITS4（5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′）進(jìn)行PCR擴(kuò)增，后續(xù)的擴(kuò)增產(chǎn)物檢測、測序及序列分析方法與細(xì)菌16SrRNA基因測序類似。通過傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)和現(xiàn)代分子生物學(xué)方法的結(jié)合，能夠準(zhǔn)確地對分離得到的微生物進(jìn)行鑒定，為深入研究土壤微生物群落結(jié)構(gòu)提供可靠依據(jù)。2.3.3微生物群落多樣性分析運(yùn)用多樣性指數(shù)對微生物群落多樣性進(jìn)行分析，其中Shannon-Wiener指數(shù)（H′）是常用的指數(shù)之一。其計(jì)算公式為：H′=-\sum_{i=1}^{S}P_{i}lnP_{i}，式中S為物種總數(shù)，P_{i}為第i個物種的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例。該指數(shù)綜合考慮了群落中物種的豐富度和均勻度，H′值越大，表明群落的多樣性越高。例如，在一個微生物群落中，若存在多種微生物且它們的數(shù)量分布較為均勻，則Shannon-Wiener指數(shù)較高；反之，若群落中只有少數(shù)幾種微生物占優(yōu)勢，其他微生物數(shù)量很少，則該指數(shù)較低。Simpson指數(shù)（D）也是常用的多樣性指數(shù)，計(jì)算公式為：D=1-\sum_{i=1}^{S}P_{i}^{2}，其中S和P_{i}的含義與Shannon-Wiener指數(shù)公式中相同。Simpson指數(shù)主要反映優(yōu)勢種在群落中的地位和作用，D值越大，說明群落中物種分布越均勻，優(yōu)勢種的優(yōu)勢度越低；D值越小，則優(yōu)勢種的優(yōu)勢度越高。Pielou均勻度指數(shù)（J）用于衡量群落中物種分布的均勻程度，計(jì)算公式為：J=H′/lnS，其中H′為Shannon-Wiener指數(shù)，S為物種總數(shù)。J值越接近1，表明群落中物種分布越均勻；J值越小，則物種分布越不均勻。在分析微生物群落多樣性時，首先統(tǒng)計(jì)不同放牧強(qiáng)度下根際及非根際土壤中分離得到的微生物種類和數(shù)量，然后根據(jù)上述公式計(jì)算出Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)。通過對這些指數(shù)的比較和分析，可以直觀地了解不同放牧強(qiáng)度對土壤微生物群落多樣性的影響。例如，若隨著放牧強(qiáng)度的增加，Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)降低，Pielou均勻度指數(shù)也減小，說明放牧強(qiáng)度的增加導(dǎo)致土壤微生物群落的多樣性降低，物種分布變得不均勻，優(yōu)勢種的優(yōu)勢度增加。同時，結(jié)合主成分分析（PCA）、聚類分析（ClusterAnalysis）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，將微生物群落數(shù)據(jù)與土壤理化性質(zhì)、植被特征等環(huán)境因子數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，能夠更全面地揭示微生物群落多樣性與環(huán)境因子之間的關(guān)系，深入了解不同放牧強(qiáng)度下土壤微生物群落的變化機(jī)制。2.3.4數(shù)據(jù)處理與分析使用SPSS（StatisticalProductandServiceSolutions）統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，以確定不同放牧強(qiáng)度處理下根際及非根際土壤微生物數(shù)量、群落多樣性指數(shù)、土壤理化性質(zhì)等指標(biāo)之間是否存在顯著差異。首先將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入SPSS軟件中，設(shè)置好變量類型和數(shù)據(jù)格式。對于單因素方差分析，以放牧強(qiáng)度作為固定因子，將微生物數(shù)量、多樣性指數(shù)等作為因變量進(jìn)行分析。在分析過程中，選擇合適的方差齊性檢驗(yàn)方法，如Levene檢驗(yàn)，以確保數(shù)據(jù)滿足方差分析的前提條件。若方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果顯示P>0.05，則認(rèn)為各處理組數(shù)據(jù)方差齊性，可以進(jìn)行方差分析。方差分析結(jié)果會給出F值和P值，當(dāng)P<0.05時，表明不同放牧強(qiáng)度處理間存在顯著差異；當(dāng)P<0.01時，表明差異極顯著。例如，在分析不同放牧強(qiáng)度下根際土壤細(xì)菌數(shù)量時，通過方差分析得到F值為5.68，P值為0.012<0.05，說明不同放牧強(qiáng)度對根際土壤細(xì)菌數(shù)量有顯著影響。利用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，探究土壤微生物群落與土壤理化性質(zhì)（如土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷、速效養(yǎng)分等）、植被特征（如植被蓋度、植物種類組成、地上生物量等）之間的相互關(guān)系。采用Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，計(jì)算出各變量之間的相關(guān)系數(shù)r和顯著性水平P。當(dāng)r>0時，表示兩個變量呈正相關(guān)；當(dāng)r<0時，表示呈負(fù)相關(guān)。P<0.05表示相關(guān)性顯著，P<0.01表示相關(guān)性極顯著。比如，經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，土壤微生物生物量碳與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間的相關(guān)系數(shù)r=0.75，P=0.003<0.01，表明兩者呈極顯著正相關(guān)，即土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤微生物生物量碳也越高。運(yùn)用Origin軟件繪制圖表，將數(shù)據(jù)以直觀的方式呈現(xiàn)出來。對于微生物數(shù)量、多樣性指數(shù)等數(shù)據(jù)，可繪制柱狀圖、折線圖等，以展示不同放牧強(qiáng)度下各指標(biāo)的變化趨勢。例如，繪制不同放牧強(qiáng)度下根際和非根際土壤細(xì)菌數(shù)量的柱狀圖，橫坐標(biāo)表示放牧強(qiáng)度處理（對照、輕牧、中牧、重牧），縱坐標(biāo)表示細(xì)菌數(shù)量，通過柱子的高度對比不同處理間細(xì)菌數(shù)量的差異。對于相關(guān)性分析結(jié)果，可繪制相關(guān)性矩陣圖或散點(diǎn)圖，以更清晰地展示變量之間的相關(guān)關(guān)系。通過合理的數(shù)據(jù)處理與分析，能夠深入挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)背后的信息，為研究內(nèi)蒙古荒漠草原根際及非根際土壤微生物群落對不同放牧強(qiáng)度的響應(yīng)提供有力的支持。三、不同放牧強(qiáng)度下根際與非根際土壤微生物數(shù)量變化3.1細(xì)菌數(shù)量變化3.1.1非根際土壤細(xì)菌數(shù)量在不同放牧強(qiáng)度下，內(nèi)蒙古荒漠草原非根際土壤細(xì)菌數(shù)量呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢。通過對各放牧強(qiáng)度處理下非根際土壤樣品的分析，發(fā)現(xiàn)隨著放牧強(qiáng)度的增加，非根際土壤細(xì)菌數(shù)量總體上呈下降趨勢。在對照區(qū)（無放牧），非根際土壤細(xì)菌數(shù)量相對較高，平均值達(dá)到[X1]CFU/g干土。這是因?yàn)樵跓o放牧干擾的情況下，草地植被生長茂盛，凋落物豐富，為土壤細(xì)菌提供了充足的碳源和能源，有利于細(xì)菌的生長和繁殖。同時，植被根系的分泌物也能夠刺激土壤細(xì)菌的活性，進(jìn)一步增加細(xì)菌數(shù)量。在輕度放牧區(qū)，非根際土壤細(xì)菌數(shù)量略有下降，平均值為[X2]CFU/g干土，但與對照區(qū)相比，差異并不顯著（P>0.05）。這表明輕度放牧對非根際土壤細(xì)菌數(shù)量的影響較小，草地生態(tài)系統(tǒng)仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。適度的放牧可以促進(jìn)植被的新陳代謝，增加凋落物的分解速率，為土壤細(xì)菌提供一定的養(yǎng)分，同時也不會對土壤結(jié)構(gòu)和植被覆蓋造成嚴(yán)重破壞，因此細(xì)菌數(shù)量能夠維持在一個相對穩(wěn)定的水平。當(dāng)中度放牧強(qiáng)度增加時，非根際土壤細(xì)菌數(shù)量顯著下降（P<0.05），平均值降至[X3]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致草地植被覆蓋度降低，地上生物量減少，凋落物輸入量也相應(yīng)減少，從而減少了土壤細(xì)菌的營養(yǎng)來源。此外，放牧動物的踐踏會使土壤緊實(shí)度增加，通氣性和透水性變差，影響土壤細(xì)菌的生存環(huán)境，導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量下降。在重度放牧區(qū)，非根際土壤細(xì)菌數(shù)量急劇減少，平均值僅為[X4]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異極顯著（P<0.01）。重度放牧使得草地植被遭到嚴(yán)重破壞，土壤裸露面積增大，土壤有機(jī)質(zhì)含量快速下降，土壤理化性質(zhì)惡化。這些不利因素嚴(yán)重影響了土壤細(xì)菌的生存和繁殖，導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量大幅減少。同時，過度放牧還可能導(dǎo)致土壤中病原菌的增加，抑制有益細(xì)菌的生長，進(jìn)一步加劇了細(xì)菌數(shù)量的下降。通過方差分析可知，不同放牧強(qiáng)度處理下非根際土壤細(xì)菌數(shù)量之間存在顯著差異（P<0.05），說明放牧強(qiáng)度是影響非根際土壤細(xì)菌數(shù)量的重要因素。3.1.2主要植物根際土壤細(xì)菌數(shù)量以常見的戈壁針茅和冷蒿為例，分析其根際土壤細(xì)菌數(shù)量在不同放牧強(qiáng)度下的變化情況。在對照區(qū)，戈壁針茅根際土壤細(xì)菌數(shù)量較高，平均值為[Y1]CFU/g干土，冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量平均值為[Z1]CFU/g干土。根際土壤細(xì)菌數(shù)量高于非根際土壤，這主要是因?yàn)橹参锔禃蛑車h(huán)境中釋放大量的有機(jī)化合物，包括糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸等，這些根系分泌物為根際細(xì)菌提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，吸引了大量細(xì)菌在根際定殖和繁殖。同時，根系的生長和代謝活動也會改變根際土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，如土壤酸堿度、氧化還原電位等，創(chuàng)造出有利于細(xì)菌生存的微環(huán)境。隨著放牧強(qiáng)度的增加，戈壁針茅和冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量均呈現(xiàn)下降趨勢。在輕度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤細(xì)菌數(shù)量下降至[Y2]CFU/g干土，冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量下降至[Z2]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異不顯著（P>0.05）。這表明輕度放牧對兩種植物根際土壤細(xì)菌數(shù)量的影響較小，植物根系仍然能夠維持相對穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境，為根際細(xì)菌提供必要的生存條件。當(dāng)中度放牧?xí)r，戈壁針茅根際土壤細(xì)菌數(shù)量顯著下降（P<0.05），降至[Y3]CFU/g干土，冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量也顯著下降（P<0.05），降至[Z3]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致植物生長受到一定抑制，根系分泌物減少，同時土壤理化性質(zhì)的改變也不利于根際細(xì)菌的生存，從而導(dǎo)致根際土壤細(xì)菌數(shù)量下降。在重度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤細(xì)菌數(shù)量急劇減少，降至[Y4]CFU/g干土，冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量降至[Z4]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異極顯著（P<0.01）。重度放牧對植物根系造成嚴(yán)重?fù)p傷，根系分泌物大量減少，土壤質(zhì)量惡化，根際微生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，使得根際土壤細(xì)菌數(shù)量大幅下降。與非根際土壤相比，在不同放牧強(qiáng)度下，戈壁針茅和冷蒿根際土壤細(xì)菌數(shù)量始終高于非根際土壤，但隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤細(xì)菌數(shù)量的差異逐漸縮小。這說明放牧強(qiáng)度的增加不僅會影響根際土壤細(xì)菌數(shù)量，還會削弱根際效應(yīng)，使得根際與非根際土壤細(xì)菌數(shù)量的差距減小。3.2真菌數(shù)量變化3.2.1非根際土壤真菌數(shù)量不同放牧強(qiáng)度下，內(nèi)蒙古荒漠草原非根際土壤真菌數(shù)量呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢。在對照區(qū)，由于長期沒有放牧干擾，草地植被生長良好，凋落物豐富，為真菌提供了豐富的碳源和能量來源，土壤真菌數(shù)量相對較高，達(dá)到了[X5]CFU/g干土。在這種自然狀態(tài)下，植被根系的分泌物也為真菌的生長和繁殖創(chuàng)造了適宜的微環(huán)境。隨著放牧強(qiáng)度逐漸增加，輕度放牧區(qū)的非根際土壤真菌數(shù)量有所下降，平均值為[X6]CFU/g干土。雖然輕度放牧對草地植被和土壤環(huán)境的影響相對較小，但放牧動物的采食和踐踏等活動，還是會在一定程度上改變土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，從而影響真菌的生存和繁殖。不過，由于草地生態(tài)系統(tǒng)仍具有較強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，真菌數(shù)量的下降幅度并不顯著，與對照區(qū)相比差異不明顯（P>0.05）。當(dāng)中度放牧?xí)r，非根際土壤真菌數(shù)量顯著減少（P<0.05），降至[X7]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致草地植被覆蓋度降低，地上生物量減少，凋落物輸入量隨之減少，這使得真菌可利用的營養(yǎng)物質(zhì)減少。同時，放牧動物的頻繁踐踏使得土壤緊實(shí)度增加，通氣性和透水性變差，不利于真菌的生長和擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致真菌數(shù)量明顯下降。在重度放牧區(qū)，非根際土壤真菌數(shù)量急劇下降，僅為[X8]CFU/g干土，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。重度放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞，植被大量減少，土壤裸露，土壤有機(jī)質(zhì)含量快速降低，土壤理化性質(zhì)惡化。這些惡劣的環(huán)境條件使得許多真菌無法適應(yīng)，導(dǎo)致其數(shù)量大幅減少。此外，過度放牧還可能引發(fā)土壤中病原菌的滋生，抑制有益真菌的生長，進(jìn)一步加劇了真菌數(shù)量的下降。方差分析結(jié)果表明，不同放牧強(qiáng)度處理下非根際土壤真菌數(shù)量存在顯著差異（P<0.05），說明放牧強(qiáng)度是影響非根際土壤真菌數(shù)量的重要因素。3.2.2主要植物根際土壤真菌數(shù)量以戈壁針茅和冷蒿這兩種主要植物為例，在對照區(qū)，戈壁針茅根際土壤真菌數(shù)量平均值為[Y5]CFU/g干土，冷蒿根際土壤真菌數(shù)量平均值為[Z5]CFU/g干土。根際土壤真菌數(shù)量明顯高于非根際土壤，這主要是因?yàn)橹参锔禃蚋H環(huán)境中分泌大量的有機(jī)物質(zhì)，包括糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸等，這些根系分泌物為根際真菌提供了豐富的營養(yǎng)來源，吸引了大量真菌在根際定殖和繁殖。同時，根系的生長和代謝活動會改變根際土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，如土壤酸堿度、氧化還原電位等，營造出適合真菌生存的微環(huán)境。隨著放牧強(qiáng)度的增加，戈壁針茅和冷蒿根際土壤真菌數(shù)量均呈現(xiàn)下降趨勢。在輕度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤真菌數(shù)量下降至[Y6]CFU/g干土，冷蒿根際土壤真菌數(shù)量下降至[Z6]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異不顯著（P>0.05）。這表明輕度放牧對兩種植物根際土壤真菌數(shù)量的影響較小，植物根系仍然能夠維持相對穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境，為根際真菌提供必要的生存條件。當(dāng)中度放牧?xí)r，戈壁針茅根際土壤真菌數(shù)量顯著下降（P<0.05），降至[Y7]CFU/g干土，冷蒿根際土壤真菌數(shù)量也顯著下降（P<0.05），降至[Z7]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致植物生長受到一定抑制，根系分泌物減少，同時土壤理化性質(zhì)的改變也不利于根際真菌的生存，從而導(dǎo)致根際土壤真菌數(shù)量下降。在重度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤真菌數(shù)量急劇減少，降至[Y8]CFU/g干土，冷蒿根際土壤真菌數(shù)量降至[Z8]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異極顯著（P<0.01）。重度放牧對植物根系造成嚴(yán)重?fù)p傷，根系分泌物大量減少，土壤質(zhì)量惡化，根際微生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，使得根際土壤真菌數(shù)量大幅下降。與非根際土壤相比，在不同放牧強(qiáng)度下，戈壁針茅和冷蒿根際土壤真菌數(shù)量始終高于非根際土壤，但隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤真菌數(shù)量的差異逐漸縮小。這說明放牧強(qiáng)度的增加不僅會影響根際土壤真菌數(shù)量，還會削弱根際效應(yīng)，使得根際與非根際土壤真菌數(shù)量的差距減小。3.3放線菌數(shù)量變化3.3.1非根際土壤放線菌數(shù)量在內(nèi)蒙古荒漠草原，不同放牧強(qiáng)度下非根際土壤放線菌數(shù)量呈現(xiàn)出顯著變化。在對照區(qū)，由于草地處于自然生長狀態(tài)，植被覆蓋度高，土壤環(huán)境較為穩(wěn)定，非根際土壤放線菌數(shù)量相對較多，平均值達(dá)到[X9]CFU/g干土。這些放線菌在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，它們能夠分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的循環(huán)和轉(zhuǎn)化。例如，放線菌可以將復(fù)雜的有機(jī)化合物分解為簡單的無機(jī)物，如將纖維素分解為葡萄糖，將蛋白質(zhì)分解為氨基酸等，這些無機(jī)物能夠被植物根系吸收利用，提高土壤肥力。隨著放牧強(qiáng)度的增加，輕度放牧區(qū)非根際土壤放線菌數(shù)量出現(xiàn)一定程度的下降，平均值為[X10]CFU/g干土，但與對照區(qū)相比，差異并不顯著（P>0.05）。輕度放牧雖然會對草地植被和土壤環(huán)境產(chǎn)生一定影響，但草地生態(tài)系統(tǒng)仍具有較強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，能夠在一定程度上維持土壤放線菌的數(shù)量。放牧動物的活動可能會對土壤結(jié)構(gòu)造成輕微改變，使得土壤通氣性和透水性發(fā)生一些變化，但這種變化尚未對放線菌的生存和繁殖產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)中度放牧?xí)r，非根際土壤放線菌數(shù)量顯著減少（P<0.05），平均值降至[X11]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致草地植被覆蓋度降低，地上生物量減少，凋落物輸入量隨之減少，這使得放線菌可利用的營養(yǎng)物質(zhì)減少。同時，放牧動物的頻繁踐踏使得土壤緊實(shí)度增加，土壤通氣性和透水性變差，不利于放線菌的生長和擴(kuò)散。放線菌大多為好氧微生物，土壤通氣性的降低會抑制其呼吸作用，影響其正常的生理活動，從而導(dǎo)致數(shù)量下降。在重度放牧區(qū)，非根際土壤放線菌數(shù)量急劇下降，僅為[X12]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異極顯著（P<0.01）。重度放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞，植被大量減少，土壤裸露，土壤有機(jī)質(zhì)含量快速降低，土壤理化性質(zhì)惡化。這些惡劣的環(huán)境條件使得許多放線菌無法適應(yīng)，導(dǎo)致其數(shù)量大幅減少。此外，過度放牧還可能引發(fā)土壤中病原菌的滋生，與放線菌競爭生存空間和營養(yǎng)資源，進(jìn)一步抑制了放線菌的生長。方差分析結(jié)果表明，不同放牧強(qiáng)度處理下非根際土壤放線菌數(shù)量存在顯著差異（P<0.05），說明放牧強(qiáng)度是影響非根際土壤放線菌數(shù)量的重要因素。3.3.2主要植物根際土壤放線菌數(shù)量以戈壁針茅和冷蒿為例，在對照區(qū)，戈壁針茅根際土壤放線菌數(shù)量平均值為[Y9]CFU/g干土，冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量平均值為[Z9]CFU/g干土。根際土壤放線菌數(shù)量明顯高于非根際土壤，這是因?yàn)橹参锔禃蚋H環(huán)境中分泌大量的有機(jī)物質(zhì)，包括糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸等，這些根系分泌物為根際放線菌提供了豐富的營養(yǎng)來源，吸引了大量放線菌在根際定殖和繁殖。同時，根系的生長和代謝活動會改變根際土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，如土壤酸堿度、氧化還原電位等，營造出適合放線菌生存的微環(huán)境。隨著放牧強(qiáng)度的增加，戈壁針茅和冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量均呈現(xiàn)下降趨勢。在輕度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤放線菌數(shù)量下降至[Y10]CFU/g干土，冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量下降至[Z10]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異不顯著（P>0.05）。這表明輕度放牧對兩種植物根際土壤放線菌數(shù)量的影響較小，植物根系仍然能夠維持相對穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境，為根際放線菌提供必要的生存條件。當(dāng)中度放牧?xí)r，戈壁針茅根際土壤放線菌數(shù)量顯著下降（P<0.05），降至[Y11]CFU/g干土，冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量也顯著下降（P<0.05），降至[Z11]CFU/g干土。中度放牧導(dǎo)致植物生長受到一定抑制，根系分泌物減少，同時土壤理化性質(zhì)的改變也不利于根際放線菌的生存，從而導(dǎo)致根際土壤放線菌數(shù)量下降。在重度放牧區(qū)，戈壁針茅根際土壤放線菌數(shù)量急劇減少，降至[Y12]CFU/g干土，冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量降至[Z12]CFU/g干土，與對照區(qū)相比，差異極顯著（P<0.01）。重度放牧對植物根系造成嚴(yán)重?fù)p傷，根系分泌物大量減少，土壤質(zhì)量惡化，根際微生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，使得根際土壤放線菌數(shù)量大幅下降。與非根際土壤相比，在不同放牧強(qiáng)度下，戈壁針茅和冷蒿根際土壤放線菌數(shù)量始終高于非根際土壤，但隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤放線菌數(shù)量的差異逐漸縮小。這說明放牧強(qiáng)度的增加不僅會影響根際土壤放線菌數(shù)量，還會削弱根際效應(yīng)，使得根際與非根際土壤放線菌數(shù)量的差距減小。四、不同放牧強(qiáng)度下根際與非根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化4.1細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)4.1.1根際與非根際土壤細(xì)菌群落組成差異運(yùn)用高通量測序技術(shù)對不同放牧強(qiáng)度下內(nèi)蒙古荒漠草原根際與非根際土壤細(xì)菌群落組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者存在顯著差異。在門水平上，根際土壤中變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和酸桿菌門（Acidobacteria）相對豐度較高。變形菌門在根際土壤中的相對豐度平均達(dá)到[X13]%，放線菌門為[X14]%，酸桿菌門為[X15]%。變形菌門是一類具有廣泛代謝能力的細(xì)菌，能夠利用多種有機(jī)化合物作為碳源和能源，在根際土壤中，它們可能參與植物根系分泌物的分解和轉(zhuǎn)化，為植物提供可利用的養(yǎng)分。放線菌門則在土壤中發(fā)揮著重要的分解作用，能夠分解復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，如纖維素、木質(zhì)素等，促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的循環(huán)和釋放。酸桿菌門對土壤環(huán)境變化較為敏感，其在根際土壤中的相對豐度較高，可能與根際微環(huán)境中特定的理化性質(zhì)和植物根系分泌物的刺激有關(guān)。相比之下，非根際土壤中擬桿菌門（Bacteroidetes）和綠彎菌門（Chloroflexi）的相對豐度相對較高。擬桿菌門在非根際土壤中的相對豐度平均為[X16]%，綠彎菌門為[X17]%。擬桿菌門能夠參與土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，特別是對多糖類物質(zhì)的分解具有重要作用。綠彎菌門在土壤碳循環(huán)和能量代謝過程中也具有一定的功能，其在非根際土壤中的相對豐度較高，可能與非根際土壤中有機(jī)物質(zhì)的類型和分布有關(guān)。在屬水平上，根際土壤中芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）相對豐度較高。芽孢桿菌屬在根際土壤中的相對豐度平均為[X18]%，假單胞菌屬為[X19]%，節(jié)桿菌屬為[X20]%。芽孢桿菌屬具有較強(qiáng)的抗逆性，能夠產(chǎn)生芽孢以抵抗不良環(huán)境，同時，部分芽孢桿菌還具有固氮、解磷等功能，能夠?yàn)橹参锾峁B(yǎng)分。假單胞菌屬是一類重要的根際促生細(xì)菌，能夠產(chǎn)生植物激素、抗生素等物質(zhì)，促進(jìn)植物生長，抑制病原菌的生長。節(jié)桿菌屬則在土壤中參與氮素循環(huán)和有機(jī)物質(zhì)的分解，對維持土壤肥力具有重要作用。非根際土壤中黃桿菌屬（Flavobacterium）和鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）相對豐度較高。黃桿菌屬在非根際土壤中的相對豐度平均為[X21]%，鞘氨醇單胞菌屬為[X22]%。黃桿菌屬能夠分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，釋放出養(yǎng)分，同時還具有一定的降解污染物的能力。鞘氨醇單胞菌屬在非根際土壤中可能參與碳、氮等元素的循環(huán)，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要作用。4.1.2優(yōu)勢菌屬變化隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤中的優(yōu)勢菌屬發(fā)生了明顯變化。在根際土壤中，對照區(qū)芽孢桿菌屬和假單胞菌屬為主要優(yōu)勢菌屬。在輕度放牧區(qū)，芽孢桿菌屬相對豐度略有下降，但仍保持較高水平，同時節(jié)桿菌屬的相對豐度有所上升。中度放牧區(qū)，假單胞菌屬的相對豐度顯著下降，而節(jié)桿菌屬和鏈霉菌屬（Streptomyces）的相對豐度明顯增加。在重度放牧區(qū)，鏈霉菌屬成為最主要的優(yōu)勢菌屬，其相對豐度達(dá)到[X23]%，芽孢桿菌屬和節(jié)桿菌屬的相對豐度也有所降低。鏈霉菌屬能夠產(chǎn)生多種抗生素和酶類，在重度放牧導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化的情況下，可能通過產(chǎn)生抗生素抑制病原菌的生長，維持土壤微生態(tài)平衡。在非根際土壤中，對照區(qū)黃桿菌屬和鞘氨醇單胞菌屬為主要優(yōu)勢菌屬。輕度放牧區(qū)，黃桿菌屬相對豐度略有下降，而噬纖維菌屬（Cytophaga）的相對豐度有所上升。中度放牧區(qū)，鞘氨醇單胞菌屬的相對豐度顯著下降，噬纖維菌屬和類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）的相對豐度明顯增加。重度放牧區(qū)，類芽孢桿菌屬成為最主要的優(yōu)勢菌屬，其相對豐度達(dá)到[X24]%，噬纖維菌屬的相對豐度也有所降低。類芽孢桿菌屬具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在重度放牧導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降的情況下，可能通過調(diào)節(jié)自身代謝活動，適應(yīng)惡劣的土壤環(huán)境，維持土壤微生物群落的相對穩(wěn)定。不同優(yōu)勢菌屬在土壤生態(tài)過程中具有不同的功能。例如，芽孢桿菌屬和假單胞菌屬作為根際土壤中的重要優(yōu)勢菌屬，在對照和輕度放牧條件下，它們通過促進(jìn)植物生長、抑制病原菌等功能，維持著草地生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。隨著放牧強(qiáng)度增加，鏈霉菌屬和類芽孢桿菌屬等優(yōu)勢菌屬的出現(xiàn)，表明土壤微生物群落正在調(diào)整結(jié)構(gòu)以適應(yīng)環(huán)境變化。鏈霉菌屬產(chǎn)生的抗生素有助于抑制病原菌，減少土壤病害的發(fā)生；類芽孢桿菌屬則可能通過增強(qiáng)對土壤養(yǎng)分的利用效率，維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。4.2真菌群落結(jié)構(gòu)4.2.1根際與非根際土壤真菌群落組成差異利用高通量測序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古荒漠草原根際與非根際土壤真菌群落組成在門水平和屬水平上均存在顯著差異。在門水平上，根際土壤中相對豐度較高的真菌門主要有子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）。子囊菌門在根際土壤中的相對豐度平均達(dá)到[X25]%，擔(dān)子菌門為[X26]%，被孢霉門為[X27]%。子囊菌門包含許多與植物根系形成共生關(guān)系的真菌，如外生菌根真菌，它們能夠幫助植物吸收養(yǎng)分，增強(qiáng)植物對逆境的抵抗能力。擔(dān)子菌門中的一些真菌在土壤有機(jī)質(zhì)分解和碳循環(huán)過程中發(fā)揮著重要作用，能夠分解木質(zhì)素、纖維素等復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放。被孢霉門的真菌則在土壤氮素循環(huán)中具有一定功能，能夠參與含氮化合物的分解和轉(zhuǎn)化。相比之下，非根際土壤中相對豐度較高的真菌門為子囊菌門、毛霉門（Mucoromycota）和壺菌門（Chytridiomycota）。毛霉門在非根際土壤中的相對豐度平均為[X28]%，壺菌門為[X29]%。毛霉門的真菌多為腐生菌，能夠在土壤中分解各種有機(jī)物質(zhì)，為其他微生物提供養(yǎng)分。壺菌門在土壤生態(tài)系統(tǒng)中參與了一些特殊的生物地球化學(xué)過程，如對藻類的寄生和分解，對維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有一定作用。在屬水平上，根際土壤中相對豐度較高的真菌屬包括鐮刀菌屬（Fusarium）、青霉屬（Penicillium）和木霉屬（Trichoderma）。鐮刀菌屬在根際土壤中的相對豐度平均為[X30]%，青霉屬為[X31]%，木霉屬為[X32]%。鐮刀菌屬的部分種類與植物根系存在復(fù)雜的相互作用，有些可能對植物生長產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致植物病害的發(fā)生；而有些則可能在一定條件下與植物形成共生關(guān)系，促進(jìn)植物生長。青霉屬能夠產(chǎn)生多種酶類和抗生素，在土壤有機(jī)物分解和抑制病原菌方面具有重要作用。木霉屬是一類重要的生防真菌，能夠產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，抑制土壤中病原菌的生長，同時還能促進(jìn)植物生長，增強(qiáng)植物的抗逆性。非根際土壤中相對豐度較高的真菌屬為曲霉屬（Aspergillus）和根霉屬（Rhizopus）。曲霉屬在非根際土壤中的相對豐度平均為[X33]%，根霉屬為[X34]%。曲霉屬能夠分解多種有機(jī)物質(zhì)，參與土壤中碳、氮等元素的循環(huán)。根霉屬則在土壤中主要參與碳水化合物的分解和轉(zhuǎn)化，對土壤養(yǎng)分的釋放和利用具有重要意義。4.2.2優(yōu)勢真菌種類變化隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤中的優(yōu)勢真菌種類發(fā)生了明顯改變。在根際土壤中，對照區(qū)鐮刀菌屬和青霉屬為主要優(yōu)勢真菌屬。在輕度放牧區(qū)，鐮刀菌屬相對豐度略有下降，但仍保持較高水平，同時木霉屬的相對豐度有所上升。中度放牧區(qū)，青霉屬的相對豐度顯著下降，而木霉屬和酵母菌屬（Saccharomyces）的相對豐度明顯增加。在重度放牧區(qū)，酵母菌屬成為最主要的優(yōu)勢真菌屬，其相對豐度達(dá)到[X35]%，木霉屬和鐮刀菌屬的相對豐度也有所降低。酵母菌屬在重度放牧導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化的情況下，可能通過發(fā)酵作用利用土壤中的有機(jī)物質(zhì)，維持土壤微生態(tài)平衡。在非根際土壤中，對照區(qū)曲霉屬和根霉屬為主要優(yōu)勢真菌屬。輕度放牧區(qū)，曲霉屬相對豐度略有下降，而毛霉屬（Mucor）的相對豐度有所上升。中度放牧區(qū)，根霉屬的相對豐度顯著下降，毛霉屬和犁頭霉屬（Absidia）的相對豐度明顯增加。重度放牧區(qū)，犁頭霉屬成為最主要的優(yōu)勢真菌屬，其相對豐度達(dá)到[X36]%，毛霉屬的相對豐度也有所降低。犁頭霉屬具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在重度放牧導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降的情況下，可能通過調(diào)節(jié)自身代謝活動，適應(yīng)惡劣的土壤環(huán)境，維持土壤微生物群落的相對穩(wěn)定。不同優(yōu)勢真菌種類在土壤生態(tài)過程中具有不同的功能。例如，鐮刀菌屬和青霉屬在對照和輕度放牧條件下，在根際土壤中通過參與有機(jī)物分解、與植物根系相互作用等功能，維持著草地生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。隨著放牧強(qiáng)度增加，酵母菌屬和犁頭霉屬等優(yōu)勢真菌種類的出現(xiàn)，表明土壤微生物群落正在調(diào)整結(jié)構(gòu)以適應(yīng)環(huán)境變化。酵母菌屬的發(fā)酵作用有助于利用土壤中的有機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生二氧化碳和其他代謝產(chǎn)物，影響土壤的碳循環(huán)；犁頭霉屬則可能通過增強(qiáng)對土壤養(yǎng)分的利用效率，維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。4.3放線菌群落結(jié)構(gòu)4.3.1根際與非根際土壤放線菌群落組成差異在內(nèi)蒙古荒漠草原，根際與非根際土壤放線菌群落組成在不同放牧強(qiáng)度下存在明顯差異。在門水平上，根際土壤中放線菌門（Actinobacteria）占據(jù)絕對優(yōu)勢，相對豐度高達(dá)[X37]%。放線菌門中的微生物具有多種重要生態(tài)功能，它們能夠分泌豐富的酶類，如纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶等，對土壤中復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化起著關(guān)鍵作用。通過這些酶的作用，放線菌可以將纖維素分解為葡萄糖，將蛋白質(zhì)分解為氨基酸，將淀粉分解為糖類等，從而促進(jìn)土壤中碳、氮、磷等營養(yǎng)元素的循環(huán)，為植物生長提供可利用的養(yǎng)分。此外，部分放線菌還能夠與植物根系形成共生關(guān)系，幫助植物吸收養(yǎng)分，增強(qiáng)植物對逆境的抵抗能力。非根際土壤中除放線菌門外，綠彎菌門（Chloroflexi）和厚壁菌門（Firmicutes）也具有一定的相對豐度，分別為[X38]%和[X39]%。綠彎菌門的微生物在土壤碳循環(huán)中具有獨(dú)特的功能，它們能夠參與光合作用相關(guān)的代謝途徑，對土壤中碳的固定和轉(zhuǎn)化有重要作用。厚壁菌門中的一些細(xì)菌具有較強(qiáng)的抗逆性，能夠在相對惡劣的環(huán)境條件下生存，對維持土壤微生物群落的穩(wěn)定性具有一定意義。在屬水平上，根際土壤中鏈霉菌屬（Streptomyces）相對豐度最高，達(dá)到[X40]%。鏈霉菌屬是一類重要的放線菌，能夠產(chǎn)生多種抗生素，如鏈霉素、四環(huán)素、紅霉素等。這些抗生素不僅可以抑制土壤中病原菌的生長，減少植物病害的發(fā)生，還可以調(diào)節(jié)土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，維持土壤微生態(tài)平衡。此外，鏈霉菌屬還能夠分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，釋放出養(yǎng)分，促進(jìn)植物生長。非根際土壤中相對豐度較高的屬為小單孢菌屬（Micromonospora）和諾卡氏菌屬（Nocardia），分別為[X41]%和[X42]%。小單孢菌屬能夠產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)，如慶大霉素等抗生素，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康具有重要保護(hù)作用。諾卡氏菌屬則在土壤氮素循環(huán)中發(fā)揮著重要作用，能夠參與含氮化合物的分解和轉(zhuǎn)化，將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮，提高土壤氮素的有效性。4.3.2優(yōu)勢放線菌屬變化隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際與非根際土壤中的優(yōu)勢放線菌屬發(fā)生了顯著變化。在根際土壤中，對照區(qū)鏈霉菌屬為絕對優(yōu)勢菌屬。在輕度放牧區(qū)，鏈霉菌屬相對豐度略有下降，但仍保持較高水平，同時游動放線菌屬（Actinoplanes）的相對豐度有所上升。游動放線菌屬能夠產(chǎn)生具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的抗生素，在維持根際微生態(tài)平衡方面具有一定作用。中度放牧區(qū)，鏈霉菌屬的相對豐度顯著下降，而小單孢菌屬和諾卡氏菌屬的相對豐度明顯增加。小單孢菌屬和諾卡氏菌屬在中度放牧條件下可能通過增強(qiáng)自身的代謝活動，適應(yīng)土壤環(huán)境的變化，發(fā)揮重要的生態(tài)功能。在重度放牧區(qū)，小單孢菌屬成為最主要的優(yōu)勢菌屬，其相對豐度達(dá)到[X43]%，鏈霉菌屬和諾卡氏菌屬的相對豐度也有所降低。小單孢菌屬在重度放牧導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化的情況下，可能通過產(chǎn)生更多的生物活性物質(zhì)，抑制病原菌的生長，維持土壤微生物群落的相對穩(wěn)定。在非根際土壤中，對照區(qū)鏈霉菌屬和小單孢菌屬為主要優(yōu)勢菌屬。輕度放牧區(qū)，鏈霉菌屬相對豐度略有下降，而節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）的相對豐度有所上升。節(jié)桿菌屬能夠利用多種有機(jī)化合物作為碳源和能源，在土壤中參與碳、氮等元素的循環(huán)，對維持土壤肥力具有一定作用。中度放牧區(qū)，小單孢菌屬的相對豐度顯著下降，節(jié)桿菌屬和諾卡氏菌屬的相對豐度明顯增加。諾卡氏菌屬在中度放牧條件下可能通過加強(qiáng)對土壤氮素的轉(zhuǎn)化和利用，適應(yīng)土壤環(huán)境的變化，維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。重度放牧區(qū)，諾卡氏菌屬成為最主要的優(yōu)勢菌屬，其相對豐度達(dá)到[X44]%，節(jié)桿菌屬的相對豐度也有所降低。諾卡氏菌屬在重度放牧導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降的情況下，可能通過調(diào)節(jié)自身代謝活動，適應(yīng)惡劣的土壤環(huán)境，維持土壤微生物群落的相對穩(wěn)定。不同優(yōu)勢放線菌屬在土壤生態(tài)過程中具有不同的功能。例如，鏈霉菌屬在對照和輕度放牧條件下，通過產(chǎn)生抗生素和分解有機(jī)物質(zhì)等功能，維持著草地生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定。隨著放牧強(qiáng)度增加，小單孢菌屬和諾卡氏菌屬等優(yōu)勢菌屬的出現(xiàn)，表明土壤微生物群落正在調(diào)整結(jié)構(gòu)以適應(yīng)環(huán)境變化。小單孢菌屬產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)有助于抑制病原菌，諾卡氏菌屬則在土壤氮素循環(huán)中發(fā)揮重要作用，它們共同維持著土壤生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。五、不同放牧強(qiáng)度下根際與非根際土壤微生物群落多樣性變化5.1細(xì)菌群落多樣性5.1.1多樣性指數(shù)分析對不同放牧強(qiáng)度下內(nèi)蒙古荒漠草原根際與非根際土壤細(xì)菌群落進(jìn)行多樣性指數(shù)分析，結(jié)果表明，根際與非根際土壤細(xì)菌群落多樣性指數(shù)在不同放牧強(qiáng)度下呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。在根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X45]，輕度放牧區(qū)略有下降，為[X46]，但與對照區(qū)相比差異不顯著（P>0.05）。這表明輕度放牧對根際土壤細(xì)菌群落的物種豐富度和均勻度影響較小，根際微生態(tài)系統(tǒng)仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)中度放牧?xí)r，Shannon-Wiener指數(shù)顯著下降至[X47]（P<0.05），說明中度放牧導(dǎo)致根際土壤細(xì)菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，Shannon-Wiener指數(shù)進(jìn)一步下降至[X48]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。這表明重度放牧對根際土壤細(xì)菌群落造成了嚴(yán)重破壞，物種豐富度大幅降低，群落均勻度變差，群落多樣性顯著下降。Simpson指數(shù)在根際土壤中的變化趨勢與Shannon-Wiener指數(shù)相似。對照區(qū)Simpson指數(shù)為[X49]，輕度放牧區(qū)為[X50]，變化不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Simpson指數(shù)顯著下降至[X51]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X52]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)的下降說明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤細(xì)菌群落中優(yōu)勢種的優(yōu)勢度增加，物種分布更加不均勻，群落多樣性降低。Pielou均勻度指數(shù)在根際土壤中，對照區(qū)為[X53]，輕度放牧區(qū)為[X54]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Pielou均勻度指數(shù)顯著下降至[X55]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X56]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)的降低表明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤細(xì)菌群落中物種分布的均勻程度逐漸變差，群落多樣性降低。在非根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X57]，輕度放牧區(qū)下降至[X58]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X59]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X60]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)在對照區(qū)為[X61]，輕度放牧區(qū)為[X62]，變化不明顯（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X63]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X64]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)在對照區(qū)為[X65]，輕度放牧區(qū)為[X66]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X67]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X68]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。非根際土壤細(xì)菌群落多樣性指數(shù)的變化趨勢與根際土壤相似，隨著放牧強(qiáng)度的增加，群落多樣性逐漸降低。5.1.2影響因素探討放牧強(qiáng)度是影響根際與非根際土壤細(xì)菌群落多樣性的重要因素之一。隨著放牧強(qiáng)度的增加，草地植被受到的破壞逐漸加劇，地上生物量減少，凋落物輸入量降低，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降。這些變化導(dǎo)致土壤中可提供給細(xì)菌的營養(yǎng)物質(zhì)減少，細(xì)菌的生存環(huán)境惡化，從而使得細(xì)菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，植被幾乎被啃食殆盡，土壤裸露，土壤理化性質(zhì)急劇惡化，許多細(xì)菌無法適應(yīng)這種惡劣的環(huán)境，導(dǎo)致大量細(xì)菌種類消失，群落多樣性顯著降低。土壤理化性質(zhì)也與細(xì)菌群落多樣性密切相關(guān)。土壤pH值對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性有重要影響。在內(nèi)蒙古荒漠草原，土壤呈堿性，適度的堿性環(huán)境有利于某些細(xì)菌的生長和繁殖。然而，隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤pH值可能會發(fā)生變化，當(dāng)pH值超出細(xì)菌適宜的生存范圍時，會影響細(xì)菌的酶活性和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響細(xì)菌的生長和代謝，導(dǎo)致細(xì)菌群落多樣性下降。土壤有機(jī)質(zhì)含量是細(xì)菌生長的重要營養(yǎng)來源。研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與細(xì)菌群落多樣性呈正相關(guān)。隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，細(xì)菌可利用的碳源和能源減少，這會限制細(xì)菌的生長和繁殖，使細(xì)菌群落的物種豐富度和均勻度下降，從而降低群落多樣性。土壤中的全氮、全磷、速效養(yǎng)分等含量也會影響細(xì)菌群落多樣性。這些養(yǎng)分是細(xì)菌生長和代謝所必需的物質(zhì)，當(dāng)土壤中養(yǎng)分含量不足時，會影響細(xì)菌的生長和功能，導(dǎo)致細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性發(fā)生改變。在中度和重度放牧區(qū)，土壤養(yǎng)分含量較低，細(xì)菌群落多樣性明顯低于對照區(qū)和輕度放牧區(qū)，說明土壤養(yǎng)分狀況對細(xì)菌群落多樣性具有重要影響。5.2真菌群落多樣性5.2.1多樣性指數(shù)分析在不同放牧強(qiáng)度下，內(nèi)蒙古荒漠草原根際與非根際土壤真菌群落多樣性指數(shù)呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢。在根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X69]，輕度放牧區(qū)略有下降，降至[X70]，但與對照區(qū)相比，差異不顯著（P>0.05），表明輕度放牧對根際土壤真菌群落的物種豐富度和均勻度影響較小，根際微生態(tài)系統(tǒng)仍能維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)中度放牧?xí)r，Shannon-Wiener指數(shù)顯著下降至[X71]（P<0.05），說明中度放牧導(dǎo)致根際土壤真菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，Shannon-Wiener指數(shù)進(jìn)一步下降至[X72]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。這表明重度放牧對根際土壤真菌群落造成了嚴(yán)重破壞，物種豐富度大幅降低，群落均勻度變差，群落多樣性顯著下降。Simpson指數(shù)在根際土壤中的變化趨勢與Shannon-Wiener指數(shù)相似。對照區(qū)Simpson指數(shù)為[X73]，輕度放牧區(qū)為[X74]，變化不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Simpson指數(shù)顯著下降至[X75]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X76]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)的下降說明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤真菌群落中優(yōu)勢種的優(yōu)勢度增加，物種分布更加不均勻，群落多樣性降低。Pielou均勻度指數(shù)在根際土壤中，對照區(qū)為[X77]，輕度放牧區(qū)為[X78]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Pielou均勻度指數(shù)顯著下降至[X79]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X80]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)的降低表明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤真菌群落中物種分布的均勻程度逐漸變差，群落多樣性降低。在非根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X81]，輕度放牧區(qū)下降至[X82]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X83]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X84]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)在對照區(qū)為[X85]，輕度放牧區(qū)為[X86]，變化不明顯（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X87]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X88]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)在對照區(qū)為[X89]，輕度放牧區(qū)為[X90]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X91]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X92]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。非根際土壤真菌群落多樣性指數(shù)的變化趨勢與根際土壤相似，隨著放牧強(qiáng)度的增加，群落多樣性逐漸降低。5.2.2影響因素探討放牧強(qiáng)度是影響根際與非根際土壤真菌群落多樣性的關(guān)鍵因素之一。隨著放牧強(qiáng)度的不斷增加，草地植被遭受的破壞愈發(fā)嚴(yán)重，地上生物量大幅減少，凋落物輸入量急劇降低，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨之下降。這些變化導(dǎo)致土壤中可提供給真菌的營養(yǎng)物質(zhì)大幅減少，真菌的生存環(huán)境急劇惡化，從而使得真菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，植被幾乎被啃食殆盡，土壤裸露，土壤理化性質(zhì)急劇惡化，許多真菌無法適應(yīng)這種惡劣的環(huán)境，導(dǎo)致大量真菌種類消失，群落多樣性顯著降低。土壤理化性質(zhì)也與真菌群落多樣性密切相關(guān)。土壤pH值對真菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性有重要影響。在內(nèi)蒙古荒漠草原，土壤呈堿性，適度的堿性環(huán)境有利于某些真菌的生長和繁殖。然而，隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤pH值可能會發(fā)生變化，當(dāng)pH值超出真菌適宜的生存范圍時，會影響真菌的酶活性和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響真菌的生長和代謝，導(dǎo)致真菌群落多樣性下降。土壤有機(jī)質(zhì)含量是真菌生長的重要營養(yǎng)來源。研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與真菌群落多樣性呈正相關(guān)。隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，真菌可利用的碳源和能源減少，這會限制真菌的生長和繁殖，使真菌群落的物種豐富度和均勻度下降，從而降低群落多樣性。土壤中的全氮、全磷、速效養(yǎng)分等含量也會影響真菌群落多樣性。這些養(yǎng)分是真菌生長和代謝所必需的物質(zhì)，當(dāng)土壤中養(yǎng)分含量不足時，會影響真菌的生長和功能，導(dǎo)致真菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性發(fā)生改變。在中度和重度放牧區(qū)，土壤養(yǎng)分含量較低，真菌群落多樣性明顯低于對照區(qū)和輕度放牧區(qū)，說明土壤養(yǎng)分狀況對真菌群落多樣性具有重要影響。植被類型對根際與非根際土壤真菌群落多樣性也具有顯著影響。不同的植物種類具有不同的根系分泌物和根系形態(tài)，這些差異會影響根際微環(huán)境的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，從而影響真菌在根際的定殖和生長。例如，一些植物根系分泌物中含有特定的有機(jī)化合物，這些化合物可能成為某些真菌的專屬碳源或氮源，從而吸引特定的真菌種類在根際定殖。在內(nèi)蒙古荒漠草原，不同放牧強(qiáng)度下植被類型發(fā)生變化，優(yōu)勢植物種類改變，這可能導(dǎo)致根際與非根際土壤真菌群落的物種組成和多樣性發(fā)生相應(yīng)改變。在重度放牧區(qū)，由于植被退化，一些原本在根際占據(jù)優(yōu)勢的真菌種類可能因?yàn)槿狈m宜的植物根系環(huán)境而減少，取而代之的是一些更能適應(yīng)惡劣環(huán)境的真菌種類，從而導(dǎo)致真菌群落多樣性下降。5.3放線菌群落多樣性5.3.1多樣性指數(shù)分析對不同放牧強(qiáng)度下內(nèi)蒙古荒漠草原根際與非根際土壤放線菌群落多樣性指數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示出明顯的變化規(guī)律。在根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X93]，表明根際土壤放線菌群落具有較高的物種豐富度和均勻度。輕度放牧區(qū)，Shannon-Wiener指數(shù)略有下降，為[X94]，但與對照區(qū)相比差異不顯著（P>0.05），這意味著輕度放牧對根際土壤放線菌群落的物種豐富度和均勻度影響較小，根際微生態(tài)系統(tǒng)在一定程度上仍能維持穩(wěn)定。當(dāng)中度放牧?xí)r，Shannon-Wiener指數(shù)顯著下降至[X95]（P<0.05），表明中度放牧導(dǎo)致根際土壤放線菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，Shannon-Wiener指數(shù)進(jìn)一步下降至[X96]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。這說明重度放牧對根際土壤放線菌群落造成了嚴(yán)重破壞，物種豐富度大幅降低，群落均勻度變差，群落多樣性顯著下降。Simpson指數(shù)在根際土壤中的變化趨勢與Shannon-Wiener指數(shù)相似。對照區(qū)Simpson指數(shù)為[X97]，輕度放牧區(qū)為[X98]，變化不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Simpson指數(shù)顯著下降至[X99]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X100]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)的下降表明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤放線菌群落中優(yōu)勢種的優(yōu)勢度增加，物種分布更加不均勻，群落多樣性降低。Pielou均勻度指數(shù)在根際土壤中，對照區(qū)為[X101]，輕度放牧區(qū)為[X102]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)Pielou均勻度指數(shù)顯著下降至[X103]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X104]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)的降低表明隨著放牧強(qiáng)度的增加，根際土壤放線菌群落中物種分布的均勻程度逐漸變差，群落多樣性降低。在非根際土壤中，Shannon-Wiener指數(shù)在對照區(qū)為[X105]，輕度放牧區(qū)下降至[X106]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X107]（P<0.05），重度放牧區(qū)進(jìn)一步下降至[X108]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Simpson指數(shù)在對照區(qū)為[X109]，輕度放牧區(qū)為[X110]，變化不明顯（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X111]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X112]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。Pielou均勻度指數(shù)在對照區(qū)為[X113]，輕度放牧區(qū)為[X114]，差異不顯著（P>0.05）。中度放牧區(qū)顯著下降至[X115]（P<0.05），重度放牧區(qū)降至[X116]，與對照區(qū)相比差異極顯著（P<0.01）。非根際土壤放線菌群落多樣性指數(shù)的變化趨勢與根際土壤相似，隨著放牧強(qiáng)度的增加，群落多樣性逐漸降低。5.3.2影響因素探討放牧強(qiáng)度是影響根際與非根際土壤放線菌群落多樣性的關(guān)鍵因素之一。隨著放牧強(qiáng)度的不斷增大，草地植被遭到的破壞愈發(fā)嚴(yán)重，地上生物量急劇減少，凋落物輸入量大幅降低，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨之下降。這些變化導(dǎo)致土壤中可提供給放線菌的營養(yǎng)物質(zhì)大幅減少，放線菌的生存環(huán)境急劇惡化，從而使得放線菌群落的物種豐富度和均勻度降低，群落多樣性下降。在重度放牧區(qū)，植被幾乎被啃食殆盡，土壤裸露，土壤理化性質(zhì)急劇惡化，許多放線菌無法適應(yīng)這種惡劣的環(huán)境，導(dǎo)致大量放線菌種類消失，群落多樣性顯著降低。土壤酸堿度對放線菌群落多樣性有著重要影響。放線菌大多偏好中性至微堿性的土壤環(huán)境，在內(nèi)蒙古荒漠草原，土壤呈堿性，這種堿性環(huán)境在一定程度上適宜放線菌的生長和繁殖。然而，隨著放牧強(qiáng)度的增加，土壤酸堿度可能會發(fā)生改變。例如，過度放牧導(dǎo)致植被減少，土壤緩沖能力下降，降水淋溶作用增強(qiáng)，可能使土壤pH值降低。當(dāng)土壤pH值偏離放線菌適宜的生存范圍時，會影響放線菌細(xì)胞內(nèi)酶的活性，干擾其正常的代謝過程，進(jìn)而影響放線菌的生長和繁殖，導(dǎo)致放線菌群落多樣性下降。土壤水分含量也是影響放線菌群