全 文 ：第26卷第5期
2007年10月
生态科学
EcologicalScience
26(5)：437-442
0ct．2007
藏_I卜吉一L1"=-3寒草地植被的碳密度与碳贮量
常天军，王建林‘，李鹏，成海宏．，方华丽
西藏农牧学院植物科学技术学院，林芝860000
【摘要】 采用实地调查与查阅文献相结合的方法估算藏北高寒草地植被碳密度和碳贮量。结果表明：1)藏北高寒草地
总面积约39．059x106hm2，植被地上平均碳密度12．158+4．7g-埘【-2，植被地下平均碳密度84．458士20．38g-m-2，植被地上部
碳贮量5．171士0．95Tg，植被地下部碳贮量25．223士2．96Tg，植被总碳贮量为30．394士3．91Tg：2)不同草地组间植被碳密
度和碳贮量差异显著。其中不同草地组间植被碳密度以丛生禾草组碳密度值最低，地上和地下碳密度分别为6．134．
1．5lg·n1．2和26．044．5．8g·In-2，具灌木的半灌木组碳密度最高，地上和地下碳密度分别为314．3．4g m-2和244．59士6．9g·如【．Z；
而不同草地组间，草地植被碳贮量以小莎草组最大，植被地上和地下碳贮量分别为2．244．0．32Tg和9．52士0．89Tg，半灌
木组碳贮量最小，其地上和地下碳贮量分别为O．0124±0．002Tg和0．0981±O 02Tg。3)藏北高寒草地分布各县(区)
碳密度和碳贮量的分布也存在显著差异。从碳密度来看，革吉县、札达县、噶尔县和措勤县碳密度较高，植被平均碳密
度分别相当于藏北平均植被碳密度的1．76，1．47，1．11和1．06倍，从碳贮量来看，碳贮量集中分布于双湖特别区、札达、
尼玛、日土、革吉和改则6县(区)，六县(区)草地植被碳贮量为25．2士2．31Tg，占藏北总植被碳量的82．89％。
关键词：碳密度；碳贮量；高寒草地生态系统；藏北
中图分类号：Q948．15 文献标识码：A 文章编号：1008·8873(2007)05-437-06
Carbonde sityandreserveofalpinegrasslandvegetationinn rthernTibet
CHANGTian-jun，WANGJian．1in"，LIPeng，CHENGai．hong，FANGHua—li
ThedepartmentofplantechnologyfTibetagricultureandhusbandrycollege,Linzhi86000D’China
Abstract：Inthispaper,thealpinegrasslandc rbondensityandcarbonreserveinnorthernTibetwascalculatedbyfield
investigationandreferencereview．Theresultsshowedthat，1)ThetotalreaofalpinegrasslandinnorthernTibetwasabout
39．059x106hm2，111ecarbonde sityofabovegroundandbelowgroundvegetationwere12．158士4．7g．m"2and84．4584．20．38g．m-z，
thecarbonreserveofabovegroundandbelowgroundvegemtionwere5．171士0．95Tgand25．2234．2．96Tg．thetotalcarbonreserve
ofalpinegrasslandW s30．394士3．91．Tg．2)Thesedistributionsweredifferentindifferentgrasslandgroups，thelow stcarbon
densityWasGramineaegroupanditscarbonde sityofabovegroundandbelowgroundvegetationwere6．13士1．51g’m-Zand
26．04士5．8g·m-2，tllehigllestabovegroundandbelowgroundvegetationcarbonde sityWashrubwithhypo-shrubgroupwe糟
31士3．4g·m-2and244．59士6．9g·m-Z．ThehighestabovegroundandbelowgroundvegetationcarbonreservewasCyperaceaeand
theamountwere2．24士0．32Tgand9．52士O．89Tg．thelowestcarbonreservewashypo-shrubandwere0．0124+0．002Tgand
0．098l±0．002Tg．3)thisdiversityWasalsobservedinallofcountiesandboroughs，highercarbond sitycountieswereGcji，
Zhada，Geer,Cuoqin，thevegetationcarbondensityrespectiveWas1．76，1．47，1．11and．06timesinaveragenorthernTibet
carbondensity,andthecarbonreserveconcentrateinShuanghu，Zhada,Nima，Rim，Oeji，Gaize，inthisar atotalcarbonreserve
Was25．24．2．31Tg，whichconsistsabout82．95ofcarboneserveinNorthernTibet．
Keywords：carbondensity；carbonreserve,alpinegrasslandecosystem；northernTibet
基金项目：国家自然科学基金：“西藏高寒草原生态系统碳贮量空间分异规律及其调控机制研究”(40661007)资助。
作者简介：常天军(1979一)，男，硕士研究生。研究方向为高原草地生态学。E-mail：changtianjunl980@163．com
+通讯作者：王建林，男，教授。本科，E-mail：xzwan萄l@126．com
万方数据
1前言(introduction)
作为全球陆地生态系统主体类型之一的草地生
态系统占陆地生态系统总面积的16．4％，其碳贮量约
占陆地生态系统总碳贮量的15．2％【l】，据估计，目前
草地生态系统中碳贮量为308Pg(1Pg=10159)，其中约
26Pg的碳贮存在植被生物量中【2】，因此，植被碳贮
量及其变化是影响草地生态系统碳循环较重要的因
素，精确地估算草地生态系统的植被碳库，是陆地生
态系统碳循环研究的重要内容之一。
．西藏拥有极为丰富的草地资源，自东起金沙江，
西至阿里高原，南达喜玛拉雅山脉南坡，北临羌塘高
原的广阔区域均有分布。高寒草地是在高寒干旱的气
候条件下形成的以寒、旱生的多年生草本植物或小半
灌木植物占优势而组成的草地类型。高寒草地在西藏
北部(简称藏北)占据一个连续而广阔的空间，藏北
主体位于青藏高原腹地，大面积分布的高寒草地植被
碳贮量的变化对全球气候变化具有较强的敏感性和
指示性【314】。
目前，有关温带及高寒草甸生态系统碳循环研究
的报道较多[5-]5】，虽然鄢燕【l6】等对藏北那曲高寒草地
的地下生物量进行了估算，但有关藏北高寒草地生态
系统植被碳贮量的系统性研究报道尚未见到，为此，
本文试图采用实地调查与查阅文献相结合的方法，对
藏北高寒草地生态系统植被的碳贮量和碳密度进行
估算，以期为评估藏北高寒草地生态系统碱眸潜力、
研究制定藏北高寒草原生态系统可持续发憾的调控
对策提供科学依据。
2材料与研究方法(materialsandmethods)
2．1研究区概况
研究区位于青藏高原腹地，西藏自治区西北部，
为西藏自治区重要的草地畜牧业基地之一。研究区东
端始于青藏公路西侧(约东经90031’)的内外流分水
系分水岭；向西延伸至班公错；南边以普兰县、措勤
县和班戈县县域南端为界；北界大致位于阿里境内的
郭札错与邦达错和那曲境内的可可西里山一线。气候
特征：研究区平均海拔4500m以上，空气稀薄，气
压低，水汽含量少，降水自东南向西北递减，气温年、
日较差均较大，属高原干旱、半干旱气候类型，常年
平均气温．9．1～10．6℃，>t0℃积温846．1～1976．3℃，
≥10℃积温86～1274．3℃，年降水量201．5,-414．74mm，
年蒸发量1458．5～2598．6nllll，蒸发量与降水量比例系
数2～50之间。高寒草地植被主要由耐寒抗旱的多年
生丛生禾草．紫花针茅(Stipapurpurea)和羽柱针茅
@．basiplumosa)、根茎苔草一青藏苔草(Cmoorcrofii
肋lc．exBoott)、蒿草(ArtemisiaL．)、小半灌木和灌木．
变色锦鸡儿(C．versicolor)的种类组成优势种。植物
组成简单，草群一般低矮而稀疏，牧草量低，草层平
均高度6～15cm，高者可达20-,25cm，覆盖度一般为
20—30％，高者可达50‰低者仅10％左右。根据各
草地植被优势种的不同将高寒草地分为八组：丛生禾
草组、具灌木的丛生禾草组、小莎草组、具灌木的小
莎草组、蒿类半灌木组、根茎禾草组、具灌木的半灌
木组及半灌木组。
2．2数据来源与处理
2．2．1数据来源
研究数据主要参考“西藏自治区土地资源调查丛
书(1991～1994年)”[17-20]和《西藏自治区第一次土地
资源调查技术规程》【2110985年)、《西藏自治区土地
资源数据集：草地》[22](1992年)等所记录的草地类型、
面积和单位面积产草量等数据。
2．2．1．1植被地上生物量估算
西藏草地资源调查资料所提供的草地生产力数
据为鲜草产量，但是，鲜草产量和地上生物量是有
差别的，为此，我们在西藏高寒草地分布区，设30
个样地，每一样地均选地形较为一致的地段分围栏
固定和正常放牧两种处理，各设3个重复样方nmx
lm)。于2006年5～9月，每半月观测地上生物量1
次，期间共观测10次；观测时间为每月15日。测
产方法为齐地面剪割后测鲜重，待风干后再测干重。
待测定完毕，采用多元统计分析方法，拟合实测最
大鲜草产量(放牧区)与地上最大生物量(围栏固定)
之间的比例关系为：
Y=0．6005X(N=270，R=0．8108料)(1)
式中：Y为地上最大生物量，x为放牧区最大实
测鲜草产量，N为样本数，R为相关系数。
从式(1)可看出，所建立的地上生物量Y与鲜草
产量X之间的关系方程达到删．01水平的极显著差
异。这表明，鲜草产量与地上生物量之间呈极显著正
相关关系。同时，将所实测的样地最大鲜草产量与西
藏草地资源调查资料中所载相应地域的草地鲜草产
量数据进行统计分析，发现二者差异不大，未达到
a=O．05水平的显著性差异。因此，应用式(1)，将西
藏草地资源调查资料中，高寒草地的鲜草产量数据换
万方数据
5期 常天军，等：藏北高寒草地植被的碳密度与碳贮量439
算为相应的地上生物量是可行的。
2．2．1．2植被地下生物量估算
通常，草地植被的地下生物量是根据地下与地
上生物量的比例系数来估算的。由于，草地植被的
地下与地上生物量的比例系数随着草地类型、年
龄、生境、气候和放牧强度等自然因素、生物因素
和人为因素的影响而变化。但是，由于西藏各类草
地地下与地上生物量比例关系的研究报道相对较
少。因此，本文研究中，不同草地植被类型地下与
地上生物量比例系数根据业已公开发表的文献【23】
进行确定。
2．3碳密度估算
在本文研究中，各组型草地全碳含量数据取自
西藏草地资源，草地植被碳密度(Grasslandbiomass
carbonde sityGBCD)GBCD计算式(2)如下：
GBCD=YxC (2)
式(2)中，GBCD为草地植被的碳密度(单
位：g·rn-2)，Y为草地植被部分地上或地下生物量
(单位：g·m-2)，C为草地植被地上或地下部分的全
碳含量(单位：％)。
2．4碳贮量估算
各组型草地植被的碳贮量(Grasslandbiomass
carbonreserveGBCR)GBCR计算式(3)如下：
GBCIbS×GBCD×10‘8 (3)
式(3)中，GBCR为草地植被部分地上或地下生
物量的碳贮量(单位：Tg，lTg=1012曲，S为草地植被
的分布面积(单位：hm2)，GBCD为草地植被部分地上
或地下生物量的碳密度(单位：g·m-2)。
3结果与分析(Resultsandanalysis)
3．1植被碳密度与碳贮量
3．1．1植被碳密度
藏北高寒草地植被地上平均碳密度12．1584-
4．7g·酊2，植被地下平均碳密度84．458+20．38g·m．2，
总碳密度96．6164-25．1g·m-2。
3．1．2植被碳贮量
藏北高寒草地植被地上和地下碳贮量分别为：
5．2314-0．95Tg和25．1634-2．96Tg，植被总碳贮量
30．3944-3．91Tg。
3．2各组型草地植被碳密度与碳贮量
3．2．1不同组型草地植被碳密度
图l显示了不同组型草地碳密度的大小，各组型
间碳密度的变化差异显著，整个研究区高寒草地生物
量主要集中在地下，地下碳密度是地上碳密度的
4．2～7．9倍。不同组型间植被地上、地下平均碳密度
大小顺序为：具灌木的半灌木组>半灌木组>具灌木
的小莎草组>具灌木的丛生禾草组>蒿类半灌木组>
小莎草组>根茎禾草组>丛生禾草组，相对应的植被
地上碳密度分别为31+3．4g．m-2，30．664-2．8g．m2，
19．32-+3．24g-m2，18．244-2．43g．m-2，9．95+2．7g．m-2，
8．164-2．01g．m-z，6．3+1．7g．m-z和6．13+1．5l’g·m-2，植被
地下碳密度分别为244．59-1-6．9g．m-2，241．914-5．7g．m-2，
135．244-5．9g．rn2，142．234-6．5g．m-2，71．62+2．3g·m-2，
34．684-3．7g-m2，26．774-4．9g．m-2乘]26．044-5．8g．m2。
以上表明，具灌木的草地具有较大的碳密度，形成较
大碳密度原因可能是由于灌木具有较大的植株和较
深的根系造成的，另外，高寒环境下复杂的气候变化
可能也是形成不同组型间碳密度差异显著的原因。
3．2．2不同组型草地植被碳贮量
本研究中八个组型草地总面积39．059x106hm2。
在草地组型的基础上，根据不同草地组型的平均碳密
度和对应的草地面积，我们估算了藏北高寒草地植被
碳贮量。各组型碳贮量从大到小顺序为：小莎草组>丛
生禾草组>具灌木的丛生禾草组>具灌木的半灌木组
草>具灌木的小莎草组>蒿类半灌木组>根茎禾草组>
半灌木组，见图l。
小莎草组高寒草地总面积18．91x106hm2，占藏
北高寒草地总面积的48．42％，属高寒草地中草地组
型分布面积最大的一类，碳贮量11．764-1．21Tg，地上
和地下分别为2．24+0．32Tg和9．524-0．89Tg，占藏北
高寒草地总碳贮量的38．69％；丛生禾草组草地总面
积17．03x106耐，占藏北高寒草地总面积的43．58％，
碳贮量10．37士0．93Tg，地上和地下分别为1．984-0．18
Tg和8．39+0．75Tg，占藏北高寒草地总碳贮量的
37．42％；具灌木的丛生禾草组高寒草地总面积
1．47x106hm2，占藏北高寒草地总面积的3．76％，碳
贮量3．82i-0．32Tg，地上和地下分别为0．434-0．09Tg
和3．394-0．23Tg，占藏北高寒草地总碳贮量的12．56％；
具灌木的半灌木组草地总面积1．18x106hm2，占藏北
高寒草地总面积的3．03％，碳贮量约3．108士-0．78Tg，
地上和地下分别为0．349"士0．09Tg和2。759i-0．69Tg，
万方数据
1．丛生禾簟组Gramineae2．具灌木的丛生禾草组Gramineaewithshrub
3．，J、莎草组Cyperaceae4．具灌木的小莎草组Cyperaceaewithshrub5．蓄
类半灌木组drtemisiaap ceaandhypo-shrub6．根茎禾草组Stem
Grami’leae7．具灌木的半灌木组Shtubandhypo-shrub8．半灌木组
Hypo-shrub
圈l不同组型碳密度与碳贮量
Fig．1Carbonde sityandreserveindifferentgroups
占藏北高寒草地总碳贮量的10．23％；具灌木的小莎
草组草地总面积0．282x106hm2，占藏北高寒草地总
面积的0．72％，碳贮量0．779士0．23Tg，地上和地下分
别为0．097士0．03Tg和0．682士0．2Tg，占藏北高寒草
地总碳贮量的2．56％；蒿类半灌木组草地总面积
0．245x106hln2，占藏北高寒草地总面积的0．63％，碳
贮量0．3311士0．12Tg，地上和地下分别为0．0404±
0．04Tg和0．2907± ．08Tg，占藏北高寒草地总碳
贮量的1．09％；根茎禾草组高寒草地总面积0．176x
106hm2，占藏北高寒草地总面积的0．45％，碳贮量
0．1145±0．03Tg，地上和地下分别为0．02l8±0．01Tg
和0．0927±0．02Tg，占藏北高寒草地总碳贮量的
0．38％；半灌木组草地总面积仅0．023x106hm2，是藏
北高寒草地类型中面积最小的部分，碳贮量O．1105±
0．004Tg，地上和地下分别为0．0124±0．002Tg和
0．098l±0．002Tg。
小莎草组、丛生禾草组和具灌木的丛生禾草组草
地植被碳贮量占藏北高寒草地植被总碳贮量的
98．67％，是藏北高寒草地植被碳库的主要组成部分。
3．3各县区草地植被碳密度和碳贮量
3．3．1各县区植被碳密度
由图2可看出，藏北各县区碳密度的分布呈从西向
东减少的趋势，其中革吉县、札达县、噶尔县和措勤县
碳密度较高，植被地上碳密度分别为21．41士3．7g m-2，
17．81+2．3g m2，13．44+2．1g．m"2 12．84+1．1g·m_2，
植被地下碳密度分别为151．92士6．9g·m2，
126．91+10．9g．m2，91．27士6．8g·m-2和80．31+6．7g-m2，
植被平均碳密度分别相当于藏北平均植被碳密度的
1．76，1．47，1．11和1．06倍。植被碳密度较低的县区
是那曲、班戈、安多和申扎四县，植被地上碳密度分别
为6．96M．9g．m-2，6．96士1．6g．m-2，7．96士1．7g·ln．2和
8．18士1．1g·m_2，植被地下碳密度分别为29．59+-5．7g·m-2，
29．611士5．8g．m-2，33．83士3．4g．m"234．78+6．1g m2，
植被平均碳密度分别相当于藏北平均植被碳密度的
55．33％，55．13％，65．51％和67．32％。形成这种碳密
度分布格局的可能原因主要由于藏北高寒草地水热
条件的独特分布，以及在这种水热条件下建立的植被
种类的差异所致。
3．3．2各县区植被碳贮量
由图2可看出，以双湖特别区、札达、尼玛、日
土、革吉和改则六县区所贮存的碳量最多，每县区所
贮存的总碳量分别为：10．32士-0．14Tg，3．82士0．3Tg，
3．2士0．49Tg，2．81士0．74Tg，2．77士0．45Tg和2．27士
0．22Tg，六县区共贮存碳25．2士2．31Tg，占藏北总植
被碳量的82．89％。形成这种碳量贮存格局的原因：
一、组成这六县区的植被组主要为丛生禾草组、小莎
草组和具灌木的丛生禾草组草地，其建群种以紫花针
茅、羽柱针茅和高山嵩草(K．pygmaeaCB．Clarke)
为主，草地分布均匀；二、尽管这六县区碳密度不是
最大，且大多属干旱、半干旱地区，降雨量成为限制
植被生长的主要因子，单位面积植被生物量不高，但
万方数据
5期 常天军，等：藏北高寒草地植被的碳密度与碳贮量441
各县区名称Nameofcountya dborough
1．蕾兰县Pulan2．札达县Zhada3．噶尔县Geer4．日土县Ritu5．革吉县Oeji6．
改则县Oaize7．措勤县Cuoqin8．那曲县Naqu9．安多县Anduol0．申扎县
Shenzhal1．班戈县Bangel2．尼玛县Nimal3．双湖特别区Shuanghu
图2备县区檀被碳密度和碳贮量
Fig．2Carbonde sityandreserveincountyandborough
草地分布面积占有绝对优势，因此其草地碳贮量很
高，成为藏北主要的碳量贮存库。
4结论与讨论(Conclusionand scussion)
藏北高寒草地生态系统独特的地理背景及寒冷
干燥的气候特点，使其对植被碳的贮存有积极的作
用。藏北高寒草地总贮存植被碳约30．394+3．91Tg，
植被地上平均碳密度12．158-4-4．7g·m．2，植被地下平
均碳密度84．458+2．0．38g m-2。藏北高寒草地植被地
上和地下碳密度小于内蒙古温带草地碳密度【51，并且
也远远低于高寒草甸植被地上和地下碳密度【8J，但因
其拥有巨大的草地面积而贮存有大量的植被碳，并对
全球气候变化具有敏感性，因此，仍然在全球碳循环
过程中扮演着重要的角色。
不同组型间植被碳贮量存在显著差异，具灌木
组草地拥有很大的碳密度，因其分布面积小，使其
总碳贮量较小。丛生禾草组、小莎草组和具灌木的
丛生禾草组草地占藏北高寒草地总面积的95．76％，
是形成藏北高寒草地生态系统植被碳贮量的重要组
成部分。具灌木的草地组因灌木本身的生长特性决
定了形成较大碳密度的原因，形成较大的碳贮量不
仅与碳密度有关，同时草地的面积也是决定碳贮量
大小的重要因素。
各县区草地组型的分布极不均匀，藏北西部阿里
地区高寒草地组型分布多样，这可能与阿里地区固有
的众多较温暖的高原小气候环境有关；藏北中东部那
曲地区高寒草地组型分布较单一，一方面与其开阔平
坦的地势和更加寒冷、干燥的气候环境有关，另一方
面其较大的放牧强度也制约了草地组型的多样性。最
终形成以双湖特别区、尼玛、革吉、改则、日土和札
达六县区为主要植被碳库的分布格局。
另外，高寒草地独特的地理环境及气候背景，如
何具体影响高寒草地生态系统形成不同的草地组型
的原因，以及如何制约碳密度和碳贮量的形成有待进
一步的研究。
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万方数据
藏北高寒草地植被的碳密度与碳贮量
作者： 常天军， 王建林， 李鹏， 成海宏， 方华丽， CHANG Tian-jun， WANG Jian-lin， LI
Peng， CHENG Hai-hong， FANG Hua-li
作者单位： 西藏农牧学院植物科学技术学院,林芝,860000
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2007,26(5)
被引用次数： 11次

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