摘要：鉴于土壤水的可用性是沙漠草原植物生长的主要限制因素，揭示降水模式改变条件地下和地上群落之间的联系，将提高我们对全球气候变化对这一脆弱生态系统的潜在影响及其提供的生态服务的认识。为了研究土壤细菌群落结构的关系和潜在的驱动因素，我们在中国西北地区的荒漠草原上建立了为期3年的田间试验，人为控制降水处理包括自然降水、降水量减少30%、降水量增加30%和50%。结果表明，细菌群落组成随降水模式的改变而有明显变化，但群落丰富度和均匀度却没有变化。细菌群落结构对降水增加的敏感性远高于对降水减少的敏感性。改变降水模式对细菌群落组成的影响取决于降水、植被和土壤性质之间的关系。当实验改变降水时，土壤微生物生物量C是细菌群落演替的最佳预测因子。我们的结果表明，沙漠草原土壤中的细菌群落主要通过植物-土壤-微生物的相互作用来响应降水的变化，而不是直接响应土壤水分的变化。
关键词：细菌群落、沙漠草原、沉淀土壤、细胞外酶、土壤性质
1.简介
全球气候变化模型预测，21世纪后半叶某些地理区域的降水模式(即降水量和分布)将发生重大变化。这些预测的变化显著地改变了陆地生态系统的土壤水分循环的关键过程，尤其是在干旱生态系统。占地球陆地面积的40％以上的干旱生态系统因可利用的水的缺乏导致其对环境变化非常敏感。预测的降水模式的快速变化可能会对生物体构成挑战，并改变生物之间的相互作用。这种情况可能会导致这些已经受水限制的生态系统的营养相互作用和生态系统过程发生变化。
考虑到干旱生态系统在生物圈中拥有最大的陆地碳库，改变降水机制对其碳循环成分的影响会影响全球碳预算和区域气候系统。
因此，揭示沙漠草原生态系统对降水变化的反应，将大大增强我们对气候变化对这些脆弱生态系统及其功能的潜在影响的理解。关于干旱生态系统如何响应降水变化的大多数研究侧重于植物群落的应对策略。降水方式的改变会明显改变植物的初级生产力，植物多样性和资源利用效率。
然而，干旱生态系统中的植物群落往往对降水的改变表现出不同的敏感度。例如，在降水减少和增加的情况下，地下净初级生产力的敏感性是相似的，而地上净初级生产力对降水增加的敏感性要高于降水减少的敏感性。同时前人有发现水交换、生态系统二氧化碳和资源利用效率对降水减少比对降水增加更敏感。这些植物群落对降水增减的不对称反应表明，气候变化介导的降水变化会对干旱生态系统植被产生或强或弱的影响，这取决于水供应量的变化方向。
地下生物群落对降水模式的改变非常敏感。作为一种关键的限制性资源，干旱生态系统中的水的可用性可以直接影响土壤微生物细胞的生长和活动，并间接影响土壤微生物群落的周转、组成和功能。土壤水分可以控制净初级生产力，并通过植物源性C输入质量和数量的变化，推动土壤微生物群落的演替。土壤细胞外酶活动和微生物代谢活动对土壤水分的改变很敏感，因为干旱土壤的孔隙连通性减弱.考虑到微生物群落的活动和相关的胞外酶活性（EEAs）是土壤有机C分解的限速步骤，改变的降水模式也可能通过介导土壤微生物活动和功能影响陆地C循环。
有研究发现中国过去几十年的降水模式有明显的变化。气象站的记录表明，在年至年期间，整个中国西北地区的降水量发生了变化。同样，中国西北地区干旱和半干旱地区的面积也在缩小，-年期间干旱生态系统的总面积明显小于-年期间的面积。中国西北地区东部降水减少，西部降水增加。年降水量增加的模式主要是由生长季节的特大暴雨事件的增加所驱动的。这种降水量和浓度的变化对中国西北地区的干旱生态系统产生实质性影响，并最终会对区域气候系统产生深刻的反馈。然而，很少有研究
