内蒙古退化草原碳库特征及其形成机理的整合研究

全球气候变化及其应对措施是目前科学界和政府决策部门广为关注的首要环境问题，而碳捕获和碳固持是研究和解决这一问题的核心环节。本项研究以内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原为研究对象，通过区域野外调查、连续定位监测、各草原优势与伴生物种栽培控制实验与模型模拟相整合的方法，分析不同草原类型在不退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个演替系列的碳库组成、大小、时空分布格局、土壤呼吸特征及不同物种生长对土壤碳库影响；揭示生产力、生物多样性、个体小型化与根系浅层化等退化草原核心特征与生态系统碳库特别是土壤碳库的相关关系，并进而阐明退化草原碳库形成与动态机理；由此进一步评估退化草原固碳潜力，提出生态恢复与环境改善、经济可持续之间的双赢或多赢策略。这一研究对草地固碳与碳循环研究具有一定的理论意义，也为未来的草原碳贸易及草原区可持续发展提供基础数据。

经过4年的研究工作，完成了项目的预订目标、研究任务和人才培养计划。项目执行期间有4名博士研究生和11名硕士研究生参加了研究工作，其中3名博士生，8名硕士生完成了相关毕业论文；已发表学术论文13篇，其中ＳＣＩ收录４篇，待发表论文４篇。其主要研究结果如下：.1）草地退化导致植被生产力、生物多样性、生态系统碳库降低，影响了碳循环模式与过程。.2）草原生态系统同时存在种间正相互作用和负相互作用，并沿放牧梯度而发生变化。在未退化或轻度退化群落中，物种关系主要表现为竞争排斥的负相互作用，而在高强度放牧的严重退化群落中则主要表现为互利合作的正相互作用。恢复演替过程中种群正相互作用向负相互作用转化。这一机制的存在使草原群落具有一定的抗干扰能力，使生态系统碳库功能具有相对稳定性。.3）严重退化群落中, 植物个体小型化导致地下植物根系生物量及土壤碳库减少且分布浅层化。.4）放牧生态系统一年生植物等功能群对群落生产力及碳库具有重要的补偿作用，这也是草原生态系统碳库相对稳定的重要机制。.5）适度放牧有利于草原生态系统碳库的稳定；严重退化草地具有一定的增汇潜力，通过科学的管理，可实现草地恢复与固碳的双赢。