放牧管理对高寒草甸夏季牧场固碳潜力影响的定量化评估

高寒草甸是青藏高原主要的植被类型，但过度放牧引起的大面积退化，大大削弱甚至逆转了其碳汇功能。近年来的研究证实，适宜的放牧管理措施可增强碳汇功能。作为高寒草甸夏季牧场，面积巨大、放牧强度重，在高寒生态系统碳循环中占据重要位置。但不同放牧强度管理下其固碳潜力如何？差异性多大？放牧强度管理与固碳潜力的耦合效应怎样？目前仍不清楚。本项目以青藏高原祁连山南坡的夏季牧场为研究对象，设置封育、自然放牧、轻度、中度、重度5个放牧梯度，研究各实验区内土壤碳室、植被碳室的动态变化，定量评估不同放牧强度下土壤和植被的固碳潜力；探索放牧管理和夏季牧场碳室变化的耦合机制；构建高寒夏季牧场固碳作用和放牧管理的平衡模式；提出保持高寒草甸碳汇功能的合理利用方式与管理对策；评估青藏高原高寒草甸夏季草场的固碳潜力，为草地生态系统固碳技术的管理措施提供科学依据。

围绕夏季放牧的高寒杂草类草甸，进行3年不同放牧强度试验，结果表明，1）植被现存总碳量为对照(CK)＞轻牧(LG)＞中牧(MG)＞重牧(HG)，表现出随放牧强度的增大而减小，年净初级生产碳量表现为MG＞LG＞HG＞CK，地下分配中封育所占比例小于80%，放牧地在80%以上，说明适度放牧能促进植被碳素的积累。0～40cm土壤总有机碳密度和全氮密度分布状况相同，由大到小依次为CK、HG、MG、LG，但各层次的土壤碳氮比和变化趋势不尽相同。2）生态系统（土壤）呼吸表现出冬季低，夏季高，轻牧、中牧和重牧条件下生态系统（土壤）呼吸对温度的敏感性系数（Q10）分别为4.28（3.33）、4.16（3.24）和4.43（3.44），年呼吸碳量分别为854.64（564.24）、909.79（606.92）和811.70（534.56）g•m-2•a-1。随放牧强度增大生态系统碳汇能力逐渐减弱，均表现为强碳汇区。3）土壤最大持水量在LG最大，自然含水量LG略小于HG。4）功能群生物量在CK、LG和HG均表现出莎草科＞禾本科＞杂类草，而MG为禾本科＞莎草科＞杂类草，说明放牧干扰会影响植物群落的结构。物种丰富度指数和多样性指数由大到小均为MG＞CK＞LG＞HG，均匀度和优势度指数在CK最大。