随着全球气候变化和人类活动的加剧，土壤冻融格局和草地生态系统会发 生显著的变化，这将进一步影响土壤氮素循环关键过程，尤其是含氮气体的释 放。但是目前关于放牧对草原土壤冻融期间含氮气体排放的研究仍十分有限，尤 其是温带草甸草原。呼伦贝尔温带草甸草原是我国典型的季节性冻土区，同时 也是我国主要的畜牧业基地。本研究以呼伦贝尔温带草甸草原为研究对象，通过 设置围封、轻度放牧和重度放牧三组放牧强度样地，结合室内冻融模拟实验，采 用直接测定含氮气体法和分子生态学方法，研究了放牧强度和冻融作用对土壤理 化性质、硝化和反硝化微生物丰度以及含氮气体（N2O、NO、N2）排放的综合影 响，并利用结构方程模型解析了放牧对土壤冻融期间含氮气体排放影响的关键因 子和作用机制，从而为草地生态系统管理提供指导意义。本研究的主要结果如下：

      （1）冻融作用显著促进了土壤可溶性有机碳（DOC）、铵态氮（NH4 + -N）、 硝态氮（NO3 - -N）、微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）的含 量。而放牧显著降低了土壤冻融过程中 DOC、可溶性有机氮（DON）、铵态氮 （NH4 + -N）的含量，但是对土壤 NO3 - -N、MBC、MBN 的影响不显著。

      （2）本研究所设置的冻融循环条件对硝化微生物和反硝化微生物的丰度没 有显著性影响。重度放牧显著降低了氨氧化古菌 amoA 基因和反硝化微生物 cnorB，nosZ 基因的丰度，轻度放牧显著促进了反硝化微生物 cnorB 基因的丰度。

      （3）冻融作用显著促进了三种含氮气体的排放通量，并且在土壤融化期间， 检测到 N2O、NO 和 N2的排放峰值，分别为 0.09μg N kg-1 h -1、0.02μg N kg-1 h -1 和 18.54 μg N kg-1 h -1。在第二次冻融循环的融化初期添加水分以模拟降雪的影 响，发现含水量增加显著提高了三种含氮气体在土壤融化期的累计排放量。此外， 放牧显著降低了内蒙古草甸草原土壤冻融期间三种含氮气体的累计排放通量。

      （4）结构方程模型表明土壤充水孔隙度（Water-Filled Pore Space, WFPS）、 DOC:NO3 - -N 比值显著促进了土壤冻融过程中 N2O 的排放通量，而且还可以通过 间接影响反硝化微生物 nirS 和 cnorB 基因的丰度影响土壤冻融过程中 N2O 的排 放速率，而放牧会通过降低 DOC:NO3 - -N 比值对土壤冻融期间 N2O 的排放速率 产生负向影响。此外，放牧会通过影响 DOC:NO3 - -N 比值对于 NO 排放速率有直 接影响，以及通过 WFPS 影响反硝化微生物 nirS 基因的丰度间接影响 NO 的排 放速率。放牧会通过影响 DOC:NO3 - -N 比值和 WFPS 来间接影响反硝化微生物 cnorB 和 nosZ 基因的丰度从而降低 N2 的排放速率。

      综上所述，本研究发现冻融作用显著促进了三种含氮气体的排放通量，而放 牧显著降低了内蒙古草甸草原土壤冻融期间含氮气体的累计排放通量。放牧不仅 会通过土壤含水量和 DOC:NO3 - -N 比值直接影响含氮气体的排放速率，还会通过 影响反硝化微生物的丰度间接影响含氮气体的排放。