草地土壤有机碳储量模拟技术研究.pdf

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1、280—294草业学报第22卷第6期2013年12月A(、TAPRATA(、UITURAESINICAVo1．22，NO．6草地土壤有机碳储量模拟技术研究任继周，林慧龙(草地农业生态系统【蚓家重点实验室兰州大学草地农、I斗技学院甘肃省草原生态研究所，”肃兰卅『730020)摘要：探知全球草地生态系统的土壤有机碳储量是调控令球陆地碳循环过程的必要环节和最大难题之一。本文回顾了草地生态系统土壤有机碳储量的研究进展，分析了现有的草地土壤有机碳模拟技术草地土壤有机碳模型的主要技术特征，就模型的基础数据、

2、模型的结构和模型内的函数参数等三方面，讨论了现存草地土壤有机碳模拟技术的缺陷，提出样地清查、遥感分析和模型模拟方法的综合运用将是解决这一问题的根本途径。最后，提出了一种基于草地综合顺序分类系统(comprehensivesequentialclassificationsystemofgrassland，CSCS)的草地土壤有机碳储量分类指数模型的构架。将样地清查、基于CSCS的草地土壤有机碳分类指数模与遥感的高时空分辨率特征三者耦合起来，分析不同草地类型、气候区划等生态条什下的草地土壤有机碳特征

3、，以求提高草地土壤有机碳估算结果的准确性。此外，草地生态系统土壤的碳汇效应等生态功能与放牧利用不存在绝对对立关系，实现放牧的现代化转型是以对草地土壤有机碳储量精准估算为前提的。关键词：草地土壤有机碳；草地碳储量；草地土壤碳汇；草地综合顺序分类法；模型中图分类号：$812．2文献标识码：A文章编号：10045759(2013)06028015DOI：10．11686／cyxb201306341草地土壤有机碳储量研究的意义随着全球变化研究的深入，全球碳循环研究已成为当前全球变化研究的热点之一。陆地生

4、态系统作为全球碳循环的重要组成部分，在全球碳收支平衡中占有主导地位，是预测大气c()。含量及气候变化的重要基础。土壤是连接大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈的纽带，是陆地生态系统的核心。土壤碳库是地球表层系统中最大的碳储库。土壤中的有机碳库与无机碳库都是陆地生态系统重要的碳库．但由于土壤无机碳的更新周期在1千年尺度以上，因此土壤碳库对全球变化敏感的主要因子是土壤有机碳。对土壤贮碳和释碳能力的不同认识，是陆地生态系统CO源、汇功能之争的核心j。精确估计土壤有机碳库对陆地生态系统碳平衡的影响是当前全球陆

5、地表层碳循环研究的重点内容。]。目前对陆地生态系统土壤有机碳储量的估算存在着很大的不确定性。但已有研究表明，陆地生态系统中土壤有机碳库约在1．5×10Pg左右，几乎是大气碳库的3倍H]，是陆地生物量的1．5～3．0倍。土壤有机碳库的轻微变化足以引起大气中c()的极大改变，进而通过温室效应影响全球气候变化。。]。因此，土壤有机碳的分布及其转化日益成为全球碳循环研究的焦点⋯”]。全球草地生态系统[包括灌丛、热带(或亚热带)稀树草原及苔原]覆盖了4o的地球表面。]．是全球陆地生态系统的主要类型。草地生

6、态系统所贮存碳量约为76l(t，其中89．4贮存在土壤中，另外l0．6贮存在植被中”，贮存在土壤中的碳远大于贮藏在地生物巾的碳，这一特征使草地成为全球碳循环研究的焦点。尽管不同类型草地的植物一土壤系统碳的总储量差别较大，但是有机碳在系统巾的分布却相当稳定】。草地土壤有机碳主要来源于残根，因在土中较深，分解速率较小，导致草地土壤有机碳密度往往比森林土壤的要高[1。草地生态系统明显区别于森林等其他陆地生态系统的特点之一，就是它的碳素储量绝大部分集中在土壤中，草地生态系统碳循环的主要过程也是在土壤中完

7、成的。草地土壤有机碳含量和组成不仅表明土壤有机质的水平，而且能够说明营养元素N、P等的可利用状态，同时还影响着土壤的物理特性。作为全球陆地生态系统主体类型之一的收稿日期：20120506；改回kt期：2()L3O710基金项日：国家自然科学基金项目(31l72250)资助。作者简介：任继周(1924一)男，山东平原人，中国上程院院。*通汛作者。E—mail：linhuilong@Izu．cdu．cn第22卷第6期草业学报2013年草地生态系统，其土壤有机碳储量及其变化与调控机制是草地碳循环研究的

8、核心，也是陆地生态系统碳循环研究的重要内容之一，对预测全球环境变化背景下草地土壤有机碳的去向和周转速率非常重要[2。充分认识草地土壤有机碳的分布特点对草地资源的持续利用和有效管理具有重要意义，准确估算草地生态系统土壤有机碳储量并认识其空间分布特征和时间演变规律也是草地碳循环研究的关键问题，但当前草地土壤有机碳储量的研究却是草地碳循环研究中最不充分的部分。草地土壤有机碳储量及其变化与调控机制是草地碳循环研究的核心。以气候变暖为特征的全球变化对陆地生态系统的影响将导致土壤有机碳储量及其动态平衡的变化