全球气候变化及其对陆地生态系统的影响是近些年来年全球广泛关注的热 点环境问题之一。作为生态系统中物质与能量循环过程重要的驱动力，土壤微生 物对于维持陆地生态系统的功能稳定起着重要作用。随着全球气候变化，土壤微 生物的功能也会受到影响，而由其驱动的生物地球化学循环过程也会发生转变， 但目前对这方面的了解仍十分有限。本研究对森林与草地生态系统中土壤微生物 群落展开研究，利用基因芯片（GeoChip）技术探讨微生物功能类群对模拟大气 二氧化碳（CO2）升高、地表增温以及补水灌溉等人为控制因素的响应及反馈机 制。本研究发现：

      （1）在模拟大气 CO2浓度升高、增温以及灌溉试验中，土壤微生物对三种 处理均比较敏感。与对照处理相比，微生物功能类群的结构、组成都发生了明显 的变化。在半干旱草地生态系统中模拟 CO2 浓度升高与灌溉处理增加了 0-5 cm 与 5-15 cm 深度土壤中微生物功能类群的 Shannon 指数（H´）和 Simpson 指数 （1/D）。

      （2）土壤微生物群落中与碳（C）、氮（N）、磷（P）等元素循环有关的功 能基因丰度在模拟大气 CO2浓度升高、增温与灌溉处理后也发生了明显的变化。 在森林生态系统中，大气 CO2浓度升高处理能够增加 0-5 cm 与 5-15 cm 深度土 壤中大多数与 C、N、P 等循环有关的功能基因的丰度，并且该处理对 0-5 cm 土 壤中的功能基因的丰度影响更大。在草地生态系统中，大气 CO2 浓度升高、灌 溉以及增温与大气 CO2浓度升高联合处理均能增加 0-5 cm 深度土壤中大多数与 C、N、P 等循环有关的功能基因的丰度，但大气 CO2浓度升高对这些功能基因 的影响更明显。增温处理则降低了草地生态系统 0-5 cm 深度土壤中大多数与 C、 N、P 等循环有关的功能基因的丰度。

       （3）环境因子的变化与土壤微生物功能类群的响应状况密切相关。在森林 生态系统中微生物功能类群的结构受硝态氮（NO3 --N）、总氮（TN）、总碳（TC） 和凋落物等环境因子的影响显著（P<0.05），而在草地生态系统中微生物功能类群的结构受 NO3 --N、土壤含水量和地上植物生物量的影响显著（P<0.05），它们 均是驱动微生物功能类群发生变化的关键因子。

       （4）在半干旱草地生态系统中，模拟大气 CO2浓度升高通过调节土壤含水 量和植被生物量进而间接的影响土壤微生物功能类群，而灌溉则通过调节土壤含 水量来影响土壤微生物功能类群。

       本研究全面分析了森林与草地生态系统中土壤微生物功能及功能类群对气 候变化的响应，对于了解与预测森林与草地生态系统应对未来气候变化提供了理 论支撑。