土壤、植物、动物以及人类放牧管理活动的相互作用既影响草原生态系统的生产和稳定,又为草原生态系统的服务功能提供了驱动力。放牧对土壤、植物等影响研究报道较多,但草畜互作对草原生态系统耦合效应和物质返还的研究有待深入。为此,本研究在青藏高原牧区,研究家畜-啮齿类动物互作对生态系统结构和功能的作用,探讨凋落物分解过程中家畜排泄物和群落结构的影响机制。得到以下主要研究结果:1、家畜-啮齿类动物互作对高寒草甸生态系统的耦合效应的影响。暖季放牧显著增加了物种丰富度19.8%,提高了生态系统耦合度和生态系统多功能指数以及两者之间的关系。冷季适度放牧对土壤、植被没有显著影响。轮牧和连续放牧,草原地上现存量分别低于3000 kg/ha和1000 kg/ha,家畜体重下降。月均温低于-2.5℃左右,家畜体重减少;月降水量在20-80mm之间,家畜体增重迅速升高,月降水量超过80 mm左右,家畜体增重稳定升高。暖季轮牧,高原鼠兔有效洞口和高原鼢鼠鼠丘的密度分别100 burrows/ha、210 mounds/ha时,高寒草甸二氧化碳通量最低;密度分别为110 burrows/ha、240mounds/ha时,甲烷通量最低。冷季轮牧,高原鼠兔有效洞口和高原鼢鼠鼠丘的的密度分别100 burrows/ha、600 mounds/ha时,高寒草甸二氧化碳通量最低;密度分别为95 burrows/ha、500 mounds/ha时,甲烷通量最低。轮牧强度24 SM/ha,高原鼠兔有效洞口密度100 burrows/ha,高原鼢鼠鼠丘密度470 mounds/ha时,家畜体增重最高;轮牧强度48 SM/ha,家畜体增重随啮齿类动物密度增加显著下降。2、移除植物功能群和添加牦牛排泄物对高寒草甸凋落物分解和养分循环的影响。去除莎草科和禾本科分别提高了凋落物重量损失速率37.2%和28.1%;分别增加了凋落物氮释放速率3.5%和3.8%、磷释放速率6.9%和3.5%、硫释放速率4.4%和1.1%。去除豆科和杂类草分别降低了凋落物重量损失速率14.9%和22.6%;分别降低了氮释放速率2.4%和4.6%、磷释放速率0.4%和0.4%、硫释放速率0.9%和0.5%。影响机制是凋落物去除莎草科和禾本科后,显著提高了凋落物初始氮、磷含量;去除豆科和杂类草后显著提高了初始木质素含量和Lignin/N、Lignin/P值,进一步影响了混合凋落物之间的非加性协同效应。粪添加和粪尿添加处理分别增加了凋落物的重量损失速率80%和70.1%,分别增加了氮释放速率24.5%和21.3%、磷释放速率20.2%和18.4%、硫释放速率19.1%和16.7%。尿添加处理在分解前60天显著增加了凋落物重量损失速率和磷和硫释放释放速率,增幅分别为22.6%、21.6%和9.1%。凋落物分解速率K、养分释放速率与土壤各指标之间关系显著。结构方程模型分析得出添加排泄物通过显著提高了土壤湿度,土壤全氮、土壤全磷含量和土壤微生物活性等促进凋落物的分解。3、凋落物种类和添加牦牛排泄物对高寒灌丛凋落物分解和养分循环的影响。与高寒草甸相比,高寒灌丛通过降低土壤温度、湿度和pH,显著降低了凋落物重量损失和氮、磷和硫释放速率,降幅分别为6.1%、2.3%、5.2%和3.4%。土壤全碳、全氮、全磷和微生物碳氮在高寒灌丛样地显著高于高寒草甸。灌丛的“沃岛效应”对土壤养分的影响显著高于灌丛导致凋落物分解减缓的效应。凋落物+灌丛叶处理显著增加了凋落物的分解速率和氮、磷和硫释放速率,增幅分别为10.3%、2.5%、3.9%和2.5%。灌丛落叶的氮和磷含量较高,和草本凋落物混合后,产生非加性混合效应。凋落物+灌丛叶+灌丛茎处理显著降低了凋落物的分解速率和氮、磷和硫释放速率,降幅分别为20.5%、15.2%、16.1%和6.0%。灌木茎中的初始木质素含量、C/N、C/P、Lignin/N值较高,减缓了凋落物的分解。综上所述,草畜互作显著影响高寒草甸生态系统的耦合效应和物质返还。暖季放牧增加物种多样性,冷季适度放牧对土壤、植被无显著影响。合理的啮齿类动物密度有利于家畜生产力的提高和温室气体减排。草畜互作通过改变植物组成和土壤理化性质,影响碳分解和养分周转。本研究为高寒牧场家畜的精细化管理提供了科学证据,对物种多样性保护和维持高寒生态系统过程和功能具有重要的生态学意义。