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人类的干扰活动持续地影响着地球环境，导致了一系列环境变化事件的发生，比如氮沉降、极端降水和干旱、二氧化碳浓度升高和全球变暖。草原生态系统是对全球变化比较敏感的生态系统类型之一，然而关于全球变化对草原生态系统土壤中参加养分循环的微生物的研究还相对匮乏。在全球变化背景下，研究土壤微生物多样性及其参与的生态过程，认识关键土壤功能微生物类群的生态重要性，已成为生态学的前沿和热点领域。由氨氧化微生物控制的氨氧化过程是硝化作用的第一个反应步骤，也是限速步骤，是全球氮循环的中心环节，因此受到了特别的关注。同时，作为一链接生态系统地上和地下部分的桥梁，丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）在维护生态系统的平衡与稳定中也发挥着重要的作用，因此也受到了特别的关注。 本论文采用多种分子生态学研究方法，如聚合酶链式反应(PCR)、实时荧光定量PCR、末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)、克隆文库、普通测序技术以及第二代高通量焦磷酸测序(Pyrosequencing)技术，深入地研究环境因子对温带典型草原土壤中氨氧化菌和AM真菌的影响以及微生物之间的相互作用。在野外试验中，利用了中国科学院植物研究所多伦站的两个长期定位试验平台，研究了施肥（氮肥、磷肥）、水分添加、割草对草原生态系统土壤中氨氧化古菌（ammonia oxidizing archaea，AOA）、氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria，AOB)、AM真菌丰度和多样性的影响;在室内试验中，采用模拟盆栽的方法研究了氨氧化菌（AOA和AOB）与AM真菌之间的直接和间接作用。论文的主要研究内容和结果如下: (1)长期施加氮素、水分添加均显著提高氨氧化细菌(AOB)丰度，但是对氨氧化古菌(AOA)的丰度没有显著影响。T-RFLP结果显示，氮素添加和水分添加显著改变了AOB的群落结构，但对AOA的群落结构没有显著影响。氨氧化潜势(PNR)与AOB丰度呈现明显的正相关关系，表明在温带典型草原生态系统中，氨氧化过程可能主要由AOB来驱动。系统发育树分析显示，AOA全部属于soil and sediment，而AOB全部属于Nitrosospira。 (2)长期施肥（氮肥、磷肥）和割草对氨氧化微生物的丰度有显著的影响，但在不同季节之间存在差异。在五月份，氮肥显著降低了AOA的丰度但显著增加了AOB的丰度，割草均显著减低了AOA的丰度但显著增加了AOB的丰度;在八月份，氮肥、磷肥均显著增加了AOB丰度，割草显著降低了AOB丰度。PCA结果显示，氮肥在两个季节均显著改变了AOB的群落结构，割草在五月份对AOA的群落结构有一定的影响，而磷肥在两个季节对AOA、AOB群落结构均没有显著的影响。系统发育树显示所有的AOA克隆属于Nitrososphaera，而所有的AOB克隆属于Nitrosospira。 (3)氮肥、水分对土壤中丛枝菌根真菌的OTU数量，Chao1，物种多样性指数以及系统发育多样性指数均没有显著的影响。然而，氮肥和水分均显著改变了土壤中AM真菌的群落组成。RDA分析显示土壤pH值和铵态氮浓度是影响AM真菌群落分布的两个关键因素。该研究验证了全球变化对草原生态系统土壤中丛枝菌根真菌多样性的影响。 (4)长期施磷显著降低了菌根侵染率、丛枝丰度和菌丝密度，而长期施氮对这些指标没有显著影响。与对AM真菌丰度的影响不同，施氮显著改变了AM真菌的群落结构，而施磷对AM真菌的群落组成没有显著影响。此外，氮磷交互作用显著影响AM真菌的群落结构。这些结果说明，在温带典型草原生态系统中，施氮显著改变了AM真菌的群落结构，而施磷显著降低了AM真菌的丰度。 (5)通过模拟盆栽试验，发现接种AM真菌显著降低了菌根室中AOA、AOB丰度，并且显著影响了菌丝室AOA群落组成。这些结果说明AM真菌在调控土壤氨氧化过程方面起到非常重要的作用，不仅可以通过植物途径间接影响氨氧化微生物丰度，还可以通过根外菌丝途径直接影响氨氧化微生物丰度。 综上所述，本论文综合运用各种传统和现代分子生态学研究手段，从野外样地试验揭示了全球变化对温带典型草原土壤土壤中氨氧化微生物、AM真菌多样性的影响;通过室内模拟试验揭示了AM真菌与氨氧化微生物之间的相互作用。本研究对于全面认识全球变化的生态效应具有重要意义，可以为全球变化背景下草地资源和生态环境管理提供科学依据，有助于科学管理调控草原生态系统的养分地球化学循环过程。