氣候變化對中國主要草地生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳影響的模擬研究.pdf

1、我國草地面積廣闊、種類豐富，是重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫。草地生產(chǎn)力和土壤碳是草地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的主要組成部分。近幾十年來，我國的主要草地在氣候變化背景下出現(xiàn)大范圍退化，嚴(yán)重制約草地生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能。因此，為了明確氣候變化對草地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的影響，揭示生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳對未來不同溫室氣體排放情景的響應(yīng)，本文基于CENTURY模型，以青藏高原高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和內(nèi)蒙古溫性草甸草原、溫性典型草原、溫性荒漠草原為研究對象，分析1960～2

2、015年草地生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳變化及其對氣候變化的響應(yīng)，模擬未來(2016-2099年)不同溫室氣體排放情景下，草地生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳在不同時(shí)段的變化特征。主要結(jié)論如下:
　　(1)CENTURY模型多種參數(shù)本地化的結(jié)果表明，該模型適用于我國主要草地生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳模擬。其中地上生產(chǎn)力的擬合驗(yàn)證決定系數(shù)為0.40～0.72，土壤有機(jī)碳擬合驗(yàn)證決定系數(shù)為0.75～0.94。
　　(2)我國主要草地氣溫在1960～2015年呈

3、上升態(tài)勢，年均最低氣溫是增幅最大的指標(biāo)，對不同草地類型而言，高寒草甸最低氣溫增幅最高，有0.61℃/10a。不同未來情景下RCP8.5情景增溫大于RCP4.5情景，高寒區(qū)域增溫2.2～4.1℃，溫帶區(qū)域增溫4.4～7.4℃。降水在1960-2015年呈現(xiàn)較大波動，各類型草地降水變化不盡相同，其中高寒草原2000年后比1990-1999年平均增加35mm，而溫性草甸草原同期相比減少達(dá)到46mm。對于不同未來情景，RCP8.5情景降水多于R

4、CP4.5情景，高寒荒漠到世紀(jì)末增加5％～10％，溫性草甸草原在RCP4.5情景下無顯著變化趨勢，在RCP8.5情景下到世紀(jì)末較基準(zhǔn)時(shí)段增加9％～32％。
　　(3)1960～2015年，我國不同類型草地的生產(chǎn)力變化趨勢不盡相同，其中高寒草甸持續(xù)增加，2000年后增長率達(dá)到9.9g/m2/10a。溫性草原在1960～2000年波動強(qiáng)烈，最大增減率分別為40.9g/m2/10a和-35.6g/m2/10a。不同未來情景下，各類型草地

5、生產(chǎn)力均有增加，且RCP8.5情景下生產(chǎn)力更高，高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠平均可達(dá)143g/m2、95g/m2、19g/m2，溫性草甸草原、溫性典型草原、溫性荒漠草原平均可達(dá)310g/m2、244g/m2、68g/m2。
　　(4)1960～2015年，高寒草原土壤有機(jī)碳顯著下降(R2=0.79)。高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠、溫性草甸草原、溫性典型草原、溫性荒漠草原的活性土壤有機(jī)碳分別占總量的0.98％、0.82％、0.74％

6、、1.74％、1.63％、1.65％，慢性土壤有機(jī)碳占比分別為59.71％、58.57％、50.43％、55.26％、59.69％、62.82％。不同未來情景中，高寒區(qū)域不同類型草地土壤有機(jī)碳均明顯增加，而溫帶地區(qū)不同類型草地均有所降低，其中高寒荒漠增幅最高，達(dá)到3.0％(RCP4.5)，溫性典型草原降幅最大，為-3.6％(RCP8.5)。比較分碳庫變化發(fā)現(xiàn)，溫性典型草原（-2.9％，RCP8.5）和溫性荒漠草原（-4.4％，RCP8.