草地土壤有机碳储量模拟技术研究

碳 储 量 分 类 指 数 模 型 的 构 架 。将 样 地 清 查 、 基于 Ｃ Ｓ Ｃ Ｓ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 ， 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
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Leabharlann 集 中在 土壤 中 ， 草地 生 态
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
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草 业 学 报
Ａ（ 、 ＴＡ ＰＲ ＡＴ Ａ（ 、 ＵＩ ＴＵ Ｒ ＡＥ ＳＩ ＮＩ ＣＡ
第 ２ ２卷 第 ６期
Ｖｏ１ ．２ ２， ＮＯ．６
２ ０ １ ３年 １ ２月
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 『 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ）
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 、 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
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
种 基 于 草 地 综 合 顺 序 分 类 系统 （ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｇ ｒ ａ ｓ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ ， Ｃ Ｓ Ｃ Ｓ ） 的 草 地 土 壤 有 机
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 Ｃ Ｏ 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 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 ×１ ０ Ｐ ｇ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 ４ ｏ 的地 球 表 面 。 ］ ． 是 全球 陆 地 生 态 系统 的主要类 型 。草地 生 态系统 所贮 存碳 量约 为 ７ ６ ｌ（ ｔ ， 其中 ８ ９ ． ４ 贮存 在 土壤 中 ， 另外 ｌ ０ ． ６ 贮存 在 植
中图分类号 ： ￥ ８ １ ２ ． ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ ５ ７ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ ０ ２ ８ ０ １ ５
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ６ ８ ６ ／ ｃ ｙ ｘ ｂ ２ ０ １ ３ ０ ６ ３ ４
１ 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 态 系统 作 为全 球