全 文 ：京津风沙源治理工程对草地土壤有机碳库的影响
———以内蒙古锡林郭勒盟为例*
张良侠1,2 摇 樊江文1**摇 张文彦1 摇 唐风沛3
( 1中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 2中国科学院大学, 北京 100049; 3中国矿业大学, 北京 100083)
摘摇 要摇 研究草地生态建设工程对土壤有机碳库的影响,对于草地生态建设工程成效评估及
草地碳循环研究具有重要意义.本文以内蒙古锡林郭勒盟京津风沙源治理工程区为例,采用
IPCC推荐的碳收支清单法,分析了 2000—2006 年京津风沙源治理工程对草地土壤有机碳库
的影响,并对 3 种管理措施下(人工种草、飞播牧草和围栏封育)草地土壤达到最大有机碳密
度的时间进行估算.结果表明: 2000—2006 年,京津风沙源治理工程对草地土壤碳汇具有极
大的促进作用,工程区整体表现为碳汇,碳汇量为 59. 26伊104 t C;不同草地管理方式下草地土
壤固碳速率和效益差异显著,其中,人工种草的土壤固碳速率较快,为 0. 25 t C·hm-2·a-1,
而围栏封育导致土壤固碳效益较高(0. 63 亿元);与其他草地类型相比,低地草甸和温性草甸
草原的土壤固碳速率较快,均为 0. 14 t C·hm-2·a-1 .通过管理措施使草地达到潜在最大土
壤有机碳密度是一个长期的过程,相对而言,人工种草所需的时间较短(57. 75 年) .
关键词摇 京津风沙源治理工程摇 草地摇 草地管理措施摇 土壤有机碳库摇 锡林郭勒盟
文章编号摇 1001-9332(2014)02-0374-07摇 中图分类号摇 Q948. 3摇 文献标识码摇 A
Impact of the Beijing and Tianjin Sand Source Control Project on the grassland soil organic
carbon storage: A case study of Xilingol League, Inner Mongolia, China. ZHANG Liang鄄
xia1,2, FAN Jiang鄄wen1, ZHANG Wen鄄yan1, TANG Feng鄄pei3 ( 1 Institute of Geographic Science and
Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2Graduate Uni鄄
versity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3China University of Mining and
Technology, Beijing 100083, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(2): 374-380.
Abstract: Understanding the impacts of eco鄄construction project on grassland soil carbon storage is
crucial to assess the effectiveness of the project and its role in carbon cycling of the grassland eco鄄
systems. Using IPCC carbon budget inventory method, this paper analyzed the influence of Beijing
and Tianjin Sand Source Control Project (BTSSCP) on the grassland soil carbon storage between
2000 and 2006 in Xilingol League, Inner Mongolia, and evaluated the time needed to reach the
maximal soil carbon density for three management practices ( i. e. , sown pasture, aerial sowing pas鄄
ture, and grazing exclosure). Results showed that the BTSSCP significantly increased soil carbon
storage, with a carbon sequestration of 59. 26伊104 t C from 2000 to 2006. The rate and effective鄄
ness of soil carbon sequestration varied significantly with management practices, with the highest
rate in sown pasture (0. 25 t C·hm-2·a-1) while a greater benefit of soil carbon sequestration in
the grazing exclosure (63 million yuan). Compared with other grassland vegetations, lowland
meadow and temperate meadow steppe both had higher carbon sequestration rates of 0郾 14
t C·hm-2·a-1 . Long time would be needed to reach the maximum soil carbon density in grassland
under the three practices, yet shorter for sown pasture with average of 57. 75 years.
Key words: Beijing and Tianjin Sand Source Control Project; grassland; grassland management
practice; soil carbon storage; Xinlingol League.
*国家重点基础研究发展计划项目(2010CB950902)资助.
**通讯作者. E鄄mail: fanjw@ igsnrr. ac. cn
2013鄄06鄄18 收稿,2013鄄11鄄25 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 2 月摇 第 25 卷摇 第 2 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2014, 25(2): 374-380
摇 摇 由于过度放牧和气候变化的综合影响,我国草
地发生了严重的退化现象[1],进而引发了一系列的
生态环境问题,如在我国北方地区沙尘暴的次数和
强度急剧增大,严重影响了人民生命财产和健康,尤
其对北京及其周边地区的生产和生活构成了严重威
胁[2-4] .为改善和优化京津及其周边地区的生态环
境状况、减轻风沙危害,我国于 2000 年启动实施了
京津风沙源治理工程.该工程包括草地治理、退耕还
林、营造农田 /草场林网、小流域综合治理以及生态
移民等多项措施[5],其中,草地治理为该工程最为
核心的内容.该工程已实施 10 余年,其生态工程成
效已成为广大学者关注的焦点[6-10] .
草地碳主要储存于土壤有机质中[11] .草地土壤
有机碳库的微小变化都会对大气二氧化碳的浓度产
生重要影响,因而其变化和调控机制是草地碳循环
研究的核心.草地生态建设工程能够通过优化的草
地管理措施或土地利用方式,对土壤有机碳库产生
显著影响[12-16] .因此,研究草地生态工程对草地土
壤有机碳库的影响及全球碳循环研究具有重要意
义,亦是评估草地生态建设工程成效的重要内容.
有研究表明,近年来我国实施的草地生态建设
工程中所采取的管理措施,如人工种草、围栏、禁牧、
改良与合理刈割,均显著提高了土壤有机碳储
量[17-19] .目前,系统探讨京津风沙源治理工程所引
起的草地土壤库变化的研究仍相对缺乏.为此,本文
以京津风沙源治理的核心区域———锡林郭勒盟为研
究对象,采用 IPCC 推荐的估算碳收支的第二层级
方法[20],对该区 2000—2006 年草地土壤有机碳库
及其经济效益进行估算,分析了草地达到最大土壤
有机碳密度所需的时间,旨在分析京津风沙源治理
工程对草地土壤碳汇的影响,为有效评估生态恢复
建设工程的生态环境效应以及进一步的规划、决策
提供参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
锡林郭勒盟位于内蒙古中部 ( 42毅 32忆—
46毅41忆 N,111毅59忆—120毅00忆 E),总面积 20. 3 伊104
km2(图 1). 地势自西南向东北倾斜,海拔 778 ~
1957 m.该区属中温带半干旱和干旱大陆性气候,冬
季寒冷,夏季炎热,降水不均,雨热同期.地带性土壤
有灰色森林土、黑钙土、栗钙土、灰褐土、棕钙土,局
部地区分布有风沙土,隐域性土壤主要有草甸土、沼
泽土及盐碱土.草地类型主要包括温性草甸草原、温
图 1摇 研究区位置
Fig. 1摇 Location of study area.
玉:温性草甸草原 Temperate meadow steppe; 域:温性草原 Temperate
steppe; 芋:温性荒漠草原 Temperate desert steppe; 郁:温性草原化荒
漠 Temperate steppe desert; 吁:低地草甸 Lowland meadow; 遇:山地草
甸 Mountain meadow; 喻:锡林郭勒盟 Xilingol League; 峪:内蒙古自
治区 Inner Mongolia Autonomous Region.
性草原、温性荒漠草原和低地草甸. 其中,温性草甸
草原以羊草( Leymus chinensis)、贝加尔针茅( Stipa
baicalensis)为建群种;温性草原以羊草、针茅(Stipa
sp. )、大针茅(S. grandis)、克氏针茅(S. krylovii)和
冷蒿(Artemisia frigida)为建群种;温性荒漠草原以
小针茅(S. klemenzii)、无芒隐子草(Cleistogenes son鄄
gorica)为建群种.研究区于 2000 年开始实施京津风
沙源治理工程,根据内蒙古勘察设计院提供的数据,
截止到 2006 年,该地区草地围栏封育面积为
66. 93伊104 hm2,人工种草面积为 4. 02伊104 hm2,飞
播牧草面积为 3. 43伊104 hm2 .
1郾 2摇 研究方法
研究区京津风沙源治理工程中的草地治理,主
要包括人工种草、飞播牧草和围栏封育 3 种管理措
施.本研究针对温性草甸草原、温性草原、温性荒漠
草原和低地草甸 4 种草地类型,分析上述 3 类管理
措施对草地土壤有机碳库的影响.
1郾 2郾 1 草地土壤有机碳储量的计算摇 研究区逐年草
地土壤有机碳储量的计算公式为:
Cprot=移
3
i = 1
C it (1)
式中:Cprot为第 t 年工程区草地土壤有机碳储量
(伊104 t C),1999 年为初始值( t = 0);i 为管理措施
实施区( i=1:人工种草;i=2:围栏封育;i=3:飞播牧
草);C it为第 t年某管理措施实施区内的草地土壤有
机碳储量(伊104 t C).
采用 IPCC[20]推荐的碳收支清单法中的第二层
级方法估算 C it . 该方法要求草地管理至少持续 20
年,20 年后某管理方式下草地土壤有机碳储量的计
算公式为:
5732 期摇 摇 摇 摇 摇 张良侠等: 京津风沙源治理工程对草地土壤有机碳库的影响———以内蒙古锡林郭勒盟为例摇 摇
C i =DSOC伊Si伊F i (2)
式中:Ci为第 i 种管理方式下的草地土壤有机碳储
量;DSOC为本底年草地土壤有机碳密度(t C·hm-2);
Si为第 i种管理方式的实施面积;F i为第 i种管理方
式的有机碳库变化系数. 基于式 2 推导出本研究中
工程区内某管理措施下某年草地土壤有机碳储量
(C it)的计算公式为:
C it =DSOC 伊驻Sit +DSOCi 伊(F i - 1) 伊 Sit / 20 +DSOC 伊
(Si-Sit) (3)
式中:DSOC为本底年(1999 年)草地 0 ~ 40 cm 土壤
有机碳密度( t C·hm-2),由王绍强等[21]依据中国
第二次土壤普查资料构建的土壤有机碳密度空间分
布图(空间分辨率为 1 km2)获取.其中,低地草甸为
51. 78 t C · hm-2, 温 性 草 甸 草 原 为 51郾 11
t C·hm-2,温性草原为 40. 78 t C·hm-2,温性荒漠
草原为 31. 72 t C·hm-2;驻Sit与 Sit分别为第 i 种管
理措施当年增加面积(伊104 hm2)及当年实施总面积
(伊104 hm2),均由内蒙古草原勘察设计院提供;F i为
第 i种管理措施的有机碳库变化系数.
由于飞播牧草管理措施下存在放牧活动,本文
将该管理措施下工程区草地利用程度划分为适度、
轻度、中度和重度放牧 4 类,其面积和比例数据依据
文献[22]获取. 飞播牧草管理措施下对应飞播+适
牧、飞播+轻牧、飞播+中牧、飞播+重牧 4 种管理类
型.基于式(3)可推导出 4 种管理类型对应的逐年
草地土壤有机碳储量(C3jt)的计算公式为:
C3jt =DSOC 伊驻S3jt +DSOC 伊(F3j -1) 伊S3jt / 20 +DSOC 伊
(S3j-S3jt) (4)
式中:j为放牧强度( j=1:适度放牧;j = 2:轻度放牧;
j=3:中度放牧;j=4:重度放牧);驻S3jt与 S3jt分别为该
管理类型当年增加面积(伊104 hm2)及当年实施总面
积(伊104 hm2),依据飞播牧草管理措施的实施面积
及第 j种放牧强度的草地比例来确定;F3j为第 j 种
放牧强度下草地的有机碳库变化系数,由飞播牧草
的有机碳库变化系数乘以第 j种放牧强度有机碳库
变化系数获取.
1郾 2郾 2 草地管理措施和利用程度对土壤有机碳库影
响系数的确定摇 依据“2006 年 IPCC 国家温室气体
清单指南冶 [23]中有关草地管理因子土壤有机碳储量
变化默认值,参考石锋等[17]和卢鹤立[24]关于草地
管理措施对草地土壤有机碳储量影响的研究,确定
了本研究各草地管理措施和利用程度对土壤有机碳
储量的影响系数(表 1).
表 1摇 基于草地管理措施和利用程度的土壤有机碳库变化
因子
Table 1 摇 Change factors of soil organic carbon storage
based on grassland management and grassland use intensity
草地管理
Grassland management
人工种草
Sown
pasture
飞播牧草
Aerial
sowing
pasture
围栏封育
Grazing
exclosure
草地利用程度
Grassland use intensity
适牧
Moderate
grazing
轻牧
Light
grazing
中牧
Medium
grazing
重牧
Heavy
grazing
1. 16 1. 14 1. 11 1. 00 0. 95 0. 70 0. 50
1郾 2郾 3 草地土壤碳汇的价值和效益摇 研究区草地土
壤碳汇(生态工程管理措施导致的土壤有机碳库增
加量)价值计算公式为:
VC =移
3
i = 1
(CF i - DF i) 伊 Pc (5)
式中:VC 为草地土壤总碳汇价值(万元);i为管理措
施;CF i、DF i分别为 2006 和 1999 年第 i 种管理措施
下的草地土壤有机碳储量;PC 为草地碳汇价格
(元·t-1 CO2),采用占世界碳市场交易额近 1 / 2 的
欧盟贸易计划(EU EST)的有关价格,取值为 136. 5
元·t-1 CO2 .
研究区草地土壤碳汇效益计算公式为:
GC =移
3
i = 1
[VCi - (UCi 伊 Si)] (6)
式中:GC 为草地土壤总碳汇效益;UCi为第 i 种管理
措施的单价成本,按照国家对天然草地退牧还草的
扶持力度,结合当地生产建设的实际,围栏封育的成
本定为 300 yuan · hm-2,飞播牧草成本为 210
yuan·hm-2,人工种草成本取 2100 yuan·hm-2;Si为
第 i种管理措施对应的工程区面积.
1郾 2郾 4 草地土壤达到最大有机碳密度时间的计算摇
某管理措施下草地达到最大土壤有机碳密度所需时
间的计算公式为:
Ti max =(DSOC max-DSOC 7) / 驻Di (7)
式中:Ti max为第 i 种管理措施下草地达到最大土壤
有机碳密度所需时间;DSOC max为该地区潜在最大土
壤有机碳密度(土层深度以 40 cm 计),本研究以空
间代替时间的方法,将全国土壤有机碳密度空间分
布图[21]中锡林郭勒盟各类型草地占该类栅格数量
10%的土壤有机碳密度最高的栅格均值作为潜在最
大土壤有机碳密度;DSOC 7为 2006 年该管理措施下
的土壤有机碳密度;驻Di为第 i种管理措施下草地土
壤有机碳密度的年增加量.
本研究假定 2006 年之后,飞播牧草工程区内存
在两种草地利用情景:情景1,草地合理利用;情景
673 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 2摇 2000—2006 年工程区各管理措施下草地土壤有机碳储量
Table 2摇 Grassland soil organic carbon storage under each kind of management practice in the project area from 2000 to
2006 (伊104 t C)
管理措施
Management practice
年 份
Year (伊104 t C)
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
2006 年较 1999 年增加量
Increment from 1999 to 2006
土壤有机碳库
Soil organic
carbon storage
(伊104 t C)
土壤有机碳密度
Soil organic
carbon density
( t C·hm-2)
人工种草
Sown pasture
170. 59 171. 39 172. 35 173. 30 174. 49 175. 82 177. 18 6. 96 1. 73
围栏封育
Grazing exclosure
2827. 00 2828. 68 2833. 07 2840. 60 2851. 20 2864. 15 2879. 70 52. 79 0. 79
飞播+适牧 Aerial sowing
pasture, moderate grazing
19. 82 19. 83 19. 90 20. 00 20. 12 20. 26 20. 38 0. 59 1. 26
飞播+轻牧 Aerial sowing
pasture, light grazing
84. 25 84. 32 84. 49 84. 74 85. 05 85. 38 85. 74 1. 49 0. 75
飞播+中牧 Aerial sowing
pasture, medium grazing
24. 71 24. 65 24. 55 24. 36 24. 14 23. 90 23. 65 -1. 06 -1. 81
飞播+重牧 Aerial sowing
pasture, heavy grazing
16. 46 16. 37 16. 23 15. 96 15. 65 15. 30 14. 95 -1. 51 -3. 87
合计 Total 3142. 83 3145. 24 3150. 59 3158. 96 3170. 65 3184. 81 3201. 60 59. 26 0. 80
2,草地按目前放牧强度持续放牧. 从 2006 年起,飞
播牧草管理措施下草地土壤达到最大有机碳密度所
需时间可分两种情景来计算.情景 1 下,Ti max参照式
(7)计算.情景 2 下,飞播牧草管理措施下对应的 4
种管理类型达到最大土壤有机碳密度所需时间按下
式计算:
T3j max =(DSOC max-DSOC 7) / 驻D3j (8)
式中:j为放牧强度;驻D3j为飞播牧草管理措施对应
4 种管理类型下的草地土壤有机碳密度年增加量,
计算公式为:
驻D3j =DSOC伊S3j伊(F3j-1) (9)
2摇 结果与分析
2郾 1摇 工程区草地土壤有机碳储量
2000—2006 年,研究区草地土壤有机碳库整体
呈逐年增加趋势(表 2). 与本底年(1999 年)相比,
2006 年草地土壤有机碳库增加 1. 7% ,表现为碳汇
特征,土壤有机碳固定速率为 0. 11 t C·hm-2 a-1 .
就草地土壤有机碳库而言,除飞播+中牧与飞
播+重牧外,其余各管理措施下土壤有机碳库均呈
现逐年增加趋势(表 2).其中,围栏封育的土壤有机
碳库增加量最大,其次为人工种草,飞播+适牧最
小.若从土壤有机碳密度的情况看,人工种草的土壤
有机碳密度增加最快,速率为 0. 25 t C·hm-2·a-1,
其次为飞播+适牧和围栏封育,飞播+轻牧最慢;低
地草甸和温性草甸草原的土壤有机碳密度增量较
大,速率均为 0. 14 t C·hm-2·a-1,其次为温性草
原,温性荒漠草原最小(表 3).
2郾 2摇 工程区草地土壤碳汇效益分析
2006 年,工程区草地土壤整体碳汇价值为 2. 97
亿元,管理成本为 2. 93 亿元,碳汇效益为 0. 04 亿元
(表 4).其中,围栏封育、飞播+适牧和飞播+轻牧 3
种管理类型下存在土壤碳汇效益,以围栏封育的碳
汇效益最大,其次为飞播+轻牧和飞播+适牧. 在不
考虑草地利用程度(即适牧)条件下,3 种管理措施
中人工种草的固碳成本最高,飞播牧草的固碳成本
最低.
2郾 3摇 草地土壤达到潜在最大有机碳密度所需时间
不同管理措施下,草地土壤达到潜在最大有机
碳密度的时间存在较大差异. 若飞播牧草的草地合
理利用(情景 1),人工种草的草地达到最大土壤有
机碳密度的时间最短,全区平均为 57. 75 年,其次为
飞播牧草,围栏封育最慢(图2) .然而,若飞播牧草
表 3摇 2000—2006 年工程区各草地类型土壤有机碳储量和
土壤有机碳密度变化量
Table 3 摇 Changes of soil organic carbon storage and soil
organic carbon density for each type of grassland in the
project area from 2000 to 2006
草地类型
Grassland type
土壤有机碳库
Soil organic
carbon storage
(伊104 t C)
土壤有机碳密度
Soil organic
carbon density
( t C·hm-2)
低地草甸 Lowland meadow 9. 89 0. 98
温性草甸草原 Temperate
meadow steppe
9. 45 0. 96
温性草原 Temperate steppe 33. 02 0. 77
温性荒漠草原 Temperate
desert steppe
6. 90 0. 60
合计 Total 59. 26 0. 80
7732 期摇 摇 摇 摇 摇 张良侠等: 京津风沙源治理工程对草地土壤有机碳库的影响———以内蒙古锡林郭勒盟为例摇 摇
表 4摇 工程区内各管理措施下碳汇价值、管理成本、固碳成本和碳汇效益
Table 4摇 Economic value of carbon sinks, cost of management, cost of carbon sequestration, and the benefits of carbon se鄄
questration for each type of management practice in the project area
管理措施
Management practice
碳汇
Carbon sequestration
(伊104 t C)
碳汇价值
Economic value
of carbon
sequestration
(伊108 yuan)
管理成本
Cost of
management
(伊108 yuan)
固碳成本
Cost of carbon
sequestration
(伊104 yuan·
t-1 C)
碳汇效益
Benefit of
carbon
sequestration
(伊108 yuan)
人工种草 Sown pasture 6. 97 0. 35 0. 85 0. 12 -0. 50
围栏封育 Grazing exclosure 52. 79 2. 64 2. 01 0. 04 0. 63
飞播+适牧 Aerial sowing pasture, moderate grazing 0. 59 0. 03 0. 01 0. 02 0. 02
飞播+轻牧 Aerial sowing pasture, light grazing 1. 49 0. 07 0. 04 0. 03 0. 03
飞播+中牧 Aerial sowing pasture, medium grazing -1. 06 -0. 05 0. 01 -0. 07
飞播+重牧 Aerial sowing pasture, heavy grazing -1. 51 -0. 08 0. 01 -0. 08
合计 Total 59. 27 2. 97 2. 93 0. 03 0. 04
图 2摇 工程区内不同管理措施下草地土壤达到最大有机碳
密度所需时间
Fig. 2摇 Time needed to reach the maximum soil organic carbon
density for different types of grassland management practices in
the project area.
玉:人工种草 Sown pasture; 域:围栏封育 Grazing exclosure; 芋:飞播
牧草 Aerial sowing pasture; 郁:飞播+适牧 Aerial sowing pasture, mod鄄
erate grazing; 吁:飞播+轻牧 Aerial sowing pasture, light grazing.
下草地仍按目前放牧强度持续放牧(情景 2),其对
应的 4 种管理类型中,只有飞播+适牧和飞播+轻牧
能够达到最大土壤有机碳密度,且两种管理类型平
均达到最大土壤有机碳密度的时间较情景 1 下飞播
牧草所需时间长 6. 4% .
3摇 讨摇 摇 论
本研究表明,2000—2006 年内蒙古锡林郭勒盟
京津风沙源治理工程区整体表现为碳汇,碳汇量为
59. 26伊104 t C,表明京津风沙源治理工程对草地土
壤碳汇具有极大的促进作用. 草地管理能够通过各
种影响土壤有机碳库输入的改良方式(如灌溉、施
肥和围栏等),从而改变土壤有机碳库[25] .有研究表
明,人工种草通过种植生产力较高的品种,灌溉旱地
及对贫瘠土地的施肥,都能够显著增加植被地下生
物量[26-28],进而导致土壤有机碳储量增加.同样,通
过围栏封育减少了动物干扰,增加了植被生物量和
有机质向土壤的输入量,引起土壤有机碳库增
加[29-30] .其中,人工种草措施下草地土壤的固碳速
率最快,其原因可能是与围栏封育和飞播牧草下仅
进行围栏或播种单一管理方式相比,该措施所进行
的播种、施肥和灌溉等多种管理方式能更有效地提
高草 地 生 物 量, 对 土 壤 有 机 碳 库 的 贡 献 较
大[27,31-32] .另外,3 种管理措施中以飞播牧草的固碳
成本最低.从经济学角度考虑,低投入即可获得较高
的碳增汇效应的管理措施应优先选用,并鼓励大面
积推广.从本研究结果来看,飞播牧草这种管理措施
应大力推广.
然而,工程区内存在的持续过度放牧使 2000—
2006 年飞播+中牧和飞播+重牧管理类型下草地土
壤表现为碳源.过度放牧会减少草地地上部分和根
系生物量向土壤有机碳库的输入[33],同时牲畜的踩
压使表层土壤板结,增加了土壤有机质的分
解[34-36],从而造成草地土壤有机碳库的损失. 在锡
林郭勒盟的温性草原,站点观测数据表明 0 ~ 30 cm
土层的土壤有机碳贮量随着放牧强度的增加呈线性
下降[37] . 李凌浩和陈佐忠[38]、Zhao 等[39]在锡林郭
勒盟的研究也表明,放牧会减少土壤有机碳含量.因
此,在生态建设工程区内,需要对草地的利用程度进
行合理调控,通过人为的辅助措施来加速或调整草
地的恢复[40],才能保证草地碳增汇的实现.
就草地类型而言,研究时段内工程区低地草甸、
温性草甸草原、温性草原和温性荒漠草原 4 种草地
类型的土壤有机碳储量均有所增加,其中,低地草甸
和温性草甸草原的土壤固碳速率较快,这可能是因
为两种草地类型的生境条件相对较好,具有较大的
生产力[41],在相同管理措施下,具有较快的土壤有
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机碳固定速率.因此,在优质草原区,应优先实施草
地管理措施,改变不合理的草地利用方式,从而促进
草地土壤对有机碳的固定.
本文发现,即使工程区内持续实施草地生态建
设工程,草地土壤达到最大有机碳密度仍是一个相
当长期的过程,相对而言,土壤固碳速率较快的人工
种草所需的时间较短,为 57. 75 年.这表明草地恢复
治理是一项长期艰巨的任务.在京津风沙源工程区,
应按照长期管护、巩固成果的需求,建立生态保护和
管理的长期机制.
本文利用 IPCC指南[20]推荐的碳收支清单法中
的第二层级方法进行土壤有机碳库变化的研究,这
是目前国际上普遍采用的方法. 管理措施和利用程
度对土壤有机碳库变化的影响系数,对土壤有机碳
库变化估算结果的影响较大.由于数据较缺乏,本研
究中土壤有机碳库变化系数采用了“2006 年 IPCC
国家温室气体清单指南冶 [23]中的缺省值来确定,而
该缺省值由 IPCC专家通过全球试验研究的平均值
计算获得.因此,该值在我国的适用性具有一定的不
确定性.尽管如此,本研究是一种有益的尝试,其研
究结果与付友芳等[19]估算的锡林浩特盟草地土壤
总有机碳储量具有可比性.因此,利用 IPCC 方法对
我国草地生态工程造成的土壤碳汇进行估算和评价
具有较强的可行性.
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作者简介摇 张良侠,女,1986 年生,博士研究生.主要从事气
候变化生态学研究. E鄄mail: brightzlx@ 126. com
责任编辑摇 杨摇 弘
083 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷