基于不同方法对内蒙古草地土壤有机碳库动态变化的研究

草地生态系统中约90%的碳贮存在土壤中，是陆地生态系统碳循环中重要的碳汇，但由于土壤碳存在较大的空间异质性、研究方法不统一、地面数据缺乏等因素，对于我国草地土壤碳库的动态变化以及固碳潜力的估算存在很大不确定性。本项目将在采用重采样方法、遥感与GIS、文献综合分析的方法，开展：(1)土壤碳过程有关参数的重采样调查；(2)基于遥感数据分析内蒙古草地的土地利用变化；(3) 文献综合分析、野外调查与地理信息系统相结合分析人类活动对土壤有机碳库变化影响的研究。通过以上方法的综合分析估计内蒙古草地土壤有机碳库的动态变化，并揭示不同草地类型土壤的固碳潜力，为该地区制定科学的碳管理政策提供科学数据。同时，我们将通过该项目的实施建立草地土壤有机碳的长期定位监测系统，为模型验证提供支持。

土壤是草地生态系统最大的碳库，但由于缺少不同时期的地面数据，关于土壤有机碳库的动态变化的评价和研究非常少，限制了我们更准确的评价土壤碳库的时间动态及其控制因素。本项目通过对不同时期的野外观测样地进行重采样的方法、遥感与GIS以及文献综合分析的方法，从不同角度分析了内蒙古温带草地土壤有机碳库的动态变化，及其对气候和人类活动的响应。初步研究结果表明：（1）在相对较短时间尺度上(相对于2007年)，重采样调查发现2012-2014年内蒙古温带草地植被碳库大部分样地的生物量显著高于2007年；基于更长时间的数据(2015年 vs. 2002-2004)分析结果则显示，10余年后典型草原显著增加了64.7%，而草甸草原和荒漠草原则有轻微降低的趋势。（2）与植被碳库较明显的变化外，土壤表层有机碳库的变化相对缓慢和变化程度较低，尤其在短时间尺度上（7年）土壤有机碳几乎没有显著变化。长时间尺度上(~20年以上)，土壤表层有机碳含量在2000s比1980s年代的土壤有机碳密度有所降低。(3) 人类活动对土壤碳库的影响较大，例如重度放牧和草地开垦为农田均会显著降低土壤表层有机碳库，而气候变化导致的土壤有机碳库的变化则比较小。氮沉降显著促进了草地的植被碳输入，潜在的影响土壤碳库大小。通过不同方法、在不同尺度上得到的这些结果显示，草地土壤碳库的动态变化存在空间和时间尺度上的异质性，在短期内土壤碳库比植被碳库变化缓慢，但强烈的人类活动干扰容易导致土壤有机碳的快速降低。我们的研究不仅探索了更可靠的估计土壤碳动态的方法，尤其是重采样数据，是更准确的定量评价气候变化和人类活动干扰下土壤固碳量变化的重要基础，同时对未来客观的预测和评价气候变化背景下草地管理提供重要参考依据。