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在植被恢复过程中，研究植被与土壤的协同恢复是理解脆弱生态系统自我维持能力的根本。探明二者相互适应策略、产生效应以及互馈机制是实现植被-土壤协同恢复，改良和修复脆弱生态环境的核心科学问题。鉴于此，本研究拟以“植被-土壤-微生物”的协同恢复为视角，以生态化学计量学为切入点，在流域尺度上系统研究黄土高原植被恢复过程中植被-土壤协同恢复效应及微生物响应机制，以期为修复脆弱生态环境植被-土壤恢复配置模式的选择和优化提供科学依据。在区域和全球尺度上，通过野外试验和整合分析相结合的方法，揭示不同植被类型及恢复年限下土壤微生物地理分布格局、时空差异以及能量代谢特征。结合生态学Odum演替理论，从微生物角度论证了植被恢复过程中植被-土壤的互馈关系，揭示植被恢复过程中生态系统的稳定性，研究结果为深入探讨植被恢复过程中植被-土壤连续体中元素循环、气体排放等微生物过程及机制提供理论依据。取得以下主要结论： (1) 植被恢复后植被-土壤C、N、P含量明显增加且受植被类型和恢复年限的影响。 植被恢复后，植被-土壤-微生物量C、N、P含量随着恢复年限的增加整体上呈现增加趋势，在不同植被类型间表现为乔木林（刺槐）>灌木林（柠条）>撂荒草地>耕地。其中植物地上部分（叶片、林下草本以及凋落物）C、N 含量在刺槐和撂荒草地随着恢复年限的增加整体表现为先增加后降低趋势，在柠条林呈现增加趋势，而全P含量在三种植被类型中呈现波动增加但差异不显著。此外，与农田相比，植物地下部分（土壤和微生物量）C、N、P含量显著提高且在不同植被类型和恢复年限上表现差异显著，尤其是微生物C、N、P含量变异最为明显。 (2) 植被恢复后植被-土壤C:N、C:P和N:P化学计量比在不同植被类型和恢复年限上不同，尤其是N:P比指示植被恢复后土壤元素限制状况。 植被恢复后，植被-土壤C:N, C:P和N:P化学计量比在不同植被类型和恢复年限上存在差异。其中，随着恢复年限的增加，植被-土壤C:P 比和 N:P 比在刺槐和柠条林中整体上呈现出增加趋势，在撂荒草地表现为先增加后降低的趋势。而C:N比在刺槐林地上部分（叶片、林下草本和凋落物）随着恢复年限的增加整体表现为降低趋势，而在地下部分（土壤和微生物量）表现出增加趋势，柠条和撂荒草地C:N比也受恢复年限的影响但趋势不一致。此外，比较发现刺槐在42年前叶片N:P<14，42年后叶片N:P比>16，说明刺槐林恢复后期可能出现 P 限制；柠条林叶片 N:P>16，而撂荒草地优势种叶片N:P<14，说明柠条林可能出现P限制而撂荒草地可能出现N限制的现象。 (3) 植被恢复后土壤微生物丰度和多样性显著提高，群落组成和能量代谢在不同植被类型和恢复年限间存在差异，并且与植被-土壤C:N:P化学计量比值密切相关，尤其是N:P比和C:P比。 植被恢复后，土壤微生物丰度、多样性显著提高但在不同恢复年限上存在差异，且在植被恢复前期，细菌群落从以 Actinobacteria 为主导的营养贫瘠型菌门向以Proteobacteria为主导的营养富集型菌门过渡，但是在恢复后期出现相反趋势。真菌主导菌门Ascomycota和Basidiomycota在不同植被类型和不同恢复年限上存在差异但趋势不一致。另外，植被恢复后，微生物能量指标（F:B，MBC：SOC和MR：MBC）也在不同植被类型和恢复年限存在差异，趋势变化整体符合Odum生态系统演替理论中关于呼吸代谢与生物量的关系。其中MBC:SOC在柠条和撂荒草地随着恢复年限的增加呈现增加趋势，在刺槐林42年前增加但42年后出现降低趋势，而MR: MBC整体表现相反的趋势，说明随着恢复年限的增加，三种植被整体上稳定性增强，但刺槐在后期（42年以后）出现降低趋势。进一步分析发现土壤微生物群落和能量代谢与植被-土壤 C:N:P 化学计量比密切相关，其中微生物群落对N:P比最为敏感，而微生物能量代谢对C:P比最为敏感。 (4) 植被恢复后土壤微生物群落在典型生态脆弱区存在明显的地理分布格局，且受植被类型和降雨量等气候因素的影响。 在脆弱生境地区，土壤微生物（细菌和真菌）多样性（alpha和beta多样性）存在明显的差异，即从榆林沙地区到富县次生林区，微生物alpha多样性显著增加，且在三个地区之间微生物beta多样性差异显著，说明在脆弱生境地区土壤微生物存在明显的空间分布差异并受植被类型和气候因素的影响。另外，在区域尺度上，细菌群落中的Proteobacteria、Actinobacteria、Nitrospirae、Bacteroidetes以及真菌群落中的Ascomycota、Basidiomycota差异显著，揭示土壤微生物群落的地理分布格局。 （5）在全球尺度上，植被恢复后土壤微生物量、细菌以及真菌丰度整体表现出先增后降的趋势，且微生物代谢特征揭示了植被恢复后生态系统的稳定性。 整合分析发现：植被恢复后土壤MBC、MBN显著增加但在不同的恢复阶段增加比例不同，在恢复初期（10年之前），MBC和MBN分别增加52.84%和61.08%，在恢复中期（10-30年）MBC和MBN分别增加171.50%和128.86%，到恢复后期（30年以后） MBC和MBN虽然有增加但增加幅度降低，类似地，细菌和真菌丰度整体也表现出相似的趋势。另外，随着恢复年限的增加，微生物能量代谢也发生改变，土壤F:B比、G+:G-、MBC:SOC在植被恢复过程中出现增加趋势，尤其是F:B比和MBC:SOC增加幅度分别为-4.32%-13.00%、31.16%-6.29%。相反，MR和MR:MBC出现降低的趋势。结合Odum宏观生态系统演替理论揭示植被恢复后微生物生态系统整体上趋于稳定的现象。