植物根际代谢介导了多种地下生态过程,特别是植物-土壤相互作用、微生物代谢和养分循环。然而,目前关于毛乌素沙地适生物种的根际代谢及其介导的种间地下相互作用尚不清楚。因此,本研究选择了生态承载力较为脆弱的毛乌素沙地,以樟子松为代表的毛乌素沙地不同适生物种为研究对象,结合野外采样调查,研究了不同适生物种根际代谢对土壤微生物多样性的调节和影响;进而针对不同造林年限的樟子松人工林,分析了微生物代谢的养分限制特征以及根际代谢介导的微生物多样性动态变化和互作机制。通过室内交互实验,进一步阐明了樟子松根系及其分泌物对不同混交物种的特异性影响,最终揭示了樟子松根系分泌物促进紫穗槐生长的地下微生境机制。本研究系统探讨了樟子松根际代谢介导的种间（内）土壤微生境变化及其内在互作机制,以期为选择合适的混交物种来提高樟子松人工林生产力和生物多样性等问题提供潜在解决方案。主要结果如下:（1）分析了毛乌素沙地适生物种根际和非根际土壤微生境差异及其内在联系和驱动机制。植物面对干旱胁迫通过释放脂肪酸和次生代谢物（如二萜）来调节根际微生物群落结构。虽然土壤环境因子显著影响了微生物群落组成,但从根际释放的生物活性代谢物的影响更加显著和直接,因此毛乌素沙地适生物种主要通过根际代谢调节土壤微生物多样性。（2）明确了随造林序列樟子松人工林土壤微生物代谢的养分限制动态规律及影响机制。樟子松人工林根际和非根际土壤微生物代谢普遍受到氮（N）限制,并且根际土壤微生物代谢的养分限制比非根际土壤强。随着造林年限的增长,樟子松根际和非根际土壤微生物代谢的相对碳（C）限制逐渐加剧（P＜0.001）。土壤水分和p H在微生物代谢的相对C限制变化中起主要驱动作用。土壤养分如有机碳、全氮和全磷是介导微生物相对N限制变化的主要驱动因素。（3）探讨了樟子松根际代谢介导的土壤微生物多样性动态变化的驱动机制。樟子松根系释放多种具有一定生态功能的根际代谢物（如脂肪酸、单酰基甘油酯和萜类化合物）,这些代谢物显著影响了根际微生物多样性沿时间序列的变化,这些变化体现在微生物α多样性和优势微生物类群的改变。在根际土壤中,根际代谢物是根际微生物群落变化的主要驱动因素（代谢物单独解释了31.08%的细菌群落和18.05%的真菌群落变异,环境因子单独解释了23.91%的细菌群落和17.48%的真菌群落变异）,而非根际土壤微生物群落结构的驱动因素则是土壤环境因子（环境因子单独解释30.47%的细菌群落和39.46%的真菌群落变异,代谢物分别解释了15.69%的细菌群落和20.49%的真菌群落变异）。（4）阐明了樟子松根系分泌物介导的种间地下相互作用。樟子松根系分泌物中含有脂肪酸、酚酸、萜类、类黄酮和香豆素等化感物质。混交和地下隔离实验证实,樟子松通过根系释放化感物质和信号分子来改变邻近植被的根系形态和植物性能。特别地是,樟子松根系及其分泌物仅对紫穗槐的生长表现出显著的促进作用,同时紫穗槐-樟子松混交模式促进了樟子松生长。（5）樟子松根系分泌物的添加浓度对紫穗槐土壤初级代谢产物和微生物多样性产生了显著影响。添加相对低浓度（25%）的根系分泌物提高了涉及紫穗槐根际一系列代谢和生物合成过程;增加了紫穗槐土壤真菌α多样性和丛枝菌根真菌丰度;增加了参与硝化和氨化作用的路径基因丰度,同时抑制了微生物的反硝化作用,这意味着低浓度的樟子松根系分泌物促进了氨盐（NH4+）向硝酸盐（NO3-）的转化效率,同时减少氮的损失,从而促进紫穗槐对NH4+的吸收和根系生长。