El calentamiento climático ha influido profundamente en la estructura de las comunidades y las funciones del ecosistema en la biosfera terrestre. Sin embargo, cómo las temperaturas asimétricamente elevadas entre el día y la noche afectan a las comunidades microbianas del suelo que regulan predominantemente la liberación de carbono (C) del suelo sigue sin estar claro. Como parte de un experimento de manipulación del calentamiento que dura una década en un pastizal semiárido, nuestro objetivo fue examinar los efectos del calentamiento diurno asimétrico a corto y largo plazo en la composición microbiana del suelo. Ni el calentamiento diurno ni el nocturno afectaron la composición microbiana del suelo a corto plazo, mientras que el calentamiento diurno a largo plazo, en lugar del nocturno, disminuyó la abundancia de hongos en un 6.28% (< 0.05) y la relación de hongos a bacterias en un 6.76% (< 0.01), lo que podría ser causado por el aumento de la temperatura del suelo, la reducción de la humedad del suelo y el aumento de la cobertura de hierba. Además, la respiración del suelo aumentó con la disminución de la relación hongos-bacterias, pero no se correlacionó con la biomasa microbiana C durante los 10 años, lo que indica que la composición microbiana puede ser más importante que la biomasa en la modulación de la respiración del suelo. Estas observaciones destacan el papel crucial de la composición microbiana del suelo en la regulación de la liberación de C en los pastizales bajo el calentamiento climático a largo plazo, lo que facilita una evaluación precisa de la retroalimentación clima-C en la biosfera terrestre.