全 文 :书草地对全球气候变化的响应及其碳汇潜势研究
任继周,梁天刚,林慧龙,冯琦胜,黄晓东,侯扶江,邹德富,王罛
(兰州大学草地农业科技学院 甘肃草原生态研究所,甘肃 兰州730020)
摘要:本研究用综合顺序分类法(CSCS)分析了1950-2000年和2001-2050年期间的草原类型演替及碳汇动态。
证明中国草地的碳汇主体依次是冻原和高山草地、温带湿润草地、斯泰普草地和半荒漠草地大类,占中国潜在草地
总面积的85.52%,年碳汇潜力占中国潜在草地年碳汇潜力的93.29%。全球草地的碳汇主体是萨王纳、冻原和高
山草地大类,两者的面积和占全球潜在草地总面积的48.50%,年碳汇潜力占全球潜在草地年碳汇潜力的72.22%。
在全球气候暖干化的强(A2a)、弱(B2a)情景下,与当前(1950-2000年)情景相比,中国将呈现草地面积减少,林地
面积增加的态势;与中国的趋势相反,全球将呈现草地面积增加,林地面积减少的态势。在全球暖干化的 A2a和
B2a模式下,草地年碳汇潜力,中国将分别提升14.6%和18.5%,全球将分别提升17.3%和16.8%。但两者的增
长方式不同,全球是以温带湿润草地大类年碳汇潜力大幅增加为特征,而中国是以负增长为特征。我国的暖干化
趋势在草地年碳汇潜力上的反映较之全球更强烈。尽管造成全球气候暖干化的自然因素远非人力所能控制,但系
统问题只能靠系统综合的办法治理。这是草地工作者当前的使命。
关键词:草地综合顺序分类法(CSCS);NPP分类指数模型;全球气候变化;碳汇潜势
中图分类号:S812.1 文献标识码:A 文章编号:10045759(2011)02000122
全球气候变化和碳的增汇减源成为举世关注的问题。
在漫长地质年代中,全球气候变化从未停止过。目前由于已知和未知的原因,气候变化步幅加大,频率加快,
由此引起的生态生产问题十分严重。
草地,尤其中国草地,作为主要陆地生态系统之一,半个多世纪以来,遭受滥垦滥牧和不良管理的摧残,在整
个生物圈中,处于压力的最底层,险象环生。如今以温室气体增加为特征的全球气候变化接踵而来,是否会成为
压垮草原生态系统的最后一根稻草?草原的碳汇潜势居于何等地位?这是我们草原工作者必须深思的问题。
本研究尝试回答这个问题。我们具备了回答这个问题的初步基础。
首先,以草地综合顺序分类法(ComprehensiveandSequentialClassificationSystemofRangeland,CSCS)为
代表的发生学系统已经建立,它所内秉的严密的发生学关联,以及据此建立的相关数据库,提供了推导草地类型
演替趋向的钥匙。
其次,国外学者研发的,近50年(1950-2000)来全球气候变化和预测数据集(2001-2050),都是以水热参数
为基础,与CSCS使用的水热指标的草原分类系统不谋而合,其情景模拟几乎可以全部套叠使用,为研究提供了
极大的便利。
本研究尝试将上述两者,CSCS系统与气候变化、气候模拟数据集,进行叠加分析,做出气候变化的草原碳汇
潜势的回答。
1 材料与方法
1.1 全球气候数据
为了模拟近50年(1950-2000)及未来50年(2001-2050)不同草地类的空间分布模式及特征,本研究使用
了以下2大类全球气候数据集。
1)近50年全球气候模拟数据集:包括全球30arcsecond空间分辨率(约1km)的近50年(1950-2000)平均
各月的月降水量及温度数据库,为ArcGISGRID数据格式。由于这些数据库是由全球1950-2000年间气象台
站观测的数据采用薄板平滑样条插值方法(thinplatesmoothingsplinealgorithmimplementedinANUSPLIN
第20卷 第2期
Vol.20,No.2
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
1-22
2011年4月
收稿日期:20100908;改回日期:20100930
基金项目:国家自然科学基金项目(30972135)资助。
作者简介:任继周(1924),男,山东平原人,中国工程院院士。
softwarepackage)建立的[1],这种插值方法已广泛用于全球气候变化的研究之中[2,3],并且通过多种插值技术的
比较检验证明这些数据库具有良好的拟合精度[4,5]。
2)近50年全球气候预测数据集:选择了澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO:Australia’sCommon
wealthScientificandIndustrialResearchOrganisation)预测的空间分辨率为30arcsecond(约1km)的2050年全
球月平均降水量及温度预测结果,有 A2a和B2a两种情景的二进制(.BIL)预测数据库(数据来自http://
www.worldclim.org/futdown.htm)。A2a情景假定未来世界区域经济发展具有极大的不均衡性,其主要驱动
力是人口增长率、能源使用率和土地利用变化率较高,并且技术革新的速度较缓慢。B2a情景也假定区域经济发
展具有较大的不均衡性,但具有向环境保护及社会公平公正方向发展的趋势。同A2a情景相比,B2a情景假定人
口增长率较低,GDP有较小规模的增长,有更多的技术革新和较小的土地利用变化。经对A2a和B2a两种情景
的气象数据库分别与近50年(1950-2000)的气象数据库对比分析,显示在A2a情景下,增温的主体是增加2~
4℃,降水的主体是不增加,这种主体模式在不同区域由于多种因素的影响而发生一些变化,影响全球陆地面积约
13100万km2,主要发生在亚洲(占影响总面积的32.75%,下同)、美洲(30.54%)、非洲(22.67%)(图1a)。在
B2a情景下,增温的主体是增加0.7~2.0℃,降水的主体是不增加,这种主体模式在不同区域由于多种因素的影
响而发生一些变化,影响全球陆地面积及在各洲的分布与情景A2a大体相同(图1b)。情景A2a和B2a的降水
变化模式几乎相同,而增温强度和模式不同(图2),是对全球暖干化趋势的强、弱反映。
中国和全球1950-2000年间的年平均温度和年降水量与A2a和B2a情景下2001-2050年预测值的空间
差异见图3和4。
图1 未来(2001-2050)情景犃2犪(犪)和犅2犪(犫)暖干化特征
犉犻犵.1 犛犮犪狋狋犲狉狆犾狅狋狊狅犳犮犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲犪狏犲狉犪犵犲犳狅狉犕犃犜(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲)犪狀犱犕犃犘(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀)
狅犳犳狌狋狌狉犲(2001-2050)狊犮犲狀犪狉犻狅犃2犪(犪)犪狀犱犅2犪(犫)
图2 未来(2001-2050)情景犃2犪与犅2犪的暖干化模式比较
犉犻犵.2 犆狅犿狆犪狉犻狀犵犃2犪狑犻狋犺犅2犪狊犮犲狀犪狉犻狅狅犳犳狌狋狌狉犲(2001-2050)
2 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
图3 中国未来(2001-2050)情景与1950-2000年的年平均温度、年降水量差异图
犉犻犵.3 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲犪狏犲狉犪犵犲犳狅狉犕犃犜(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲)犪狀犱犕犃犘(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀)
犫犲狋狑犲犲狀犳狌狋狌狉犲(2001-2050)犪狀犱狉犲犮犲狀狋(1950-2000)狊犮犲狀犪狉犻狅犻狀犆犺犻狀犪
(a)情景A2a,年平均温度;(b)情景A2a,年降水量;(c)情景B2a,年平均温度;(d)情景B2a,年降水量。图中图例为2个情景下的差值,负值代表减
少。下同 (a)ChangeMATinA2ascenario;(b)ChangeMAPinA2ascenario;(c)as(a),butforB2a;(d)as(b),butforB2a.Thefolowing
legendsshowthedifferentiateddataundertwocircumstances,negativevaluesdenotesdecrease.Thesamebelow
图4 全球未来(2001-2050)情景与1950-2000年的年平均温度、年降水量差异图
犉犻犵.4 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲犪狏犲狉犪犵犲犳狅狉犕犃犜(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲)犪狀犱犕犃犘(犿犲犪狀犪狀狀狌犪犾狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀)
犫犲狋狑犲犲狀犳狌狋狌狉犲(2001-2050)犪狀犱狉犲犮犲狀狋(1950-2000)狊犮犲狀犪狉犻狅犻狀狑狅狉犾犱
(a)情景A2a,年平均温度;(b)情景A2a,年降水量;(c)情景B2a,年平均温度;(d)情景B2a,年降水量 (a)ChangeMATinA2ascenario;(b)
ChangeMAPinA2ascenario;(c)as(a),butforB2a;(d)as(b),butforB2a
3第20卷第2期 草业学报2011年
1.2 方法
用近50年全球气候模拟数据集和近50年全球气候预测数据集,依据综合顺序分类系统(CSCS,Compre
hensiveSequentialClassificationSystem)[6],模拟研究各类潜在自然植被的空间分布范围,为了便于比较和运
用,将42个类别归为8个大类,即7个草地大类和1个森林大类(表1),模拟研究中国和全球潜在草地大类近50
年(1950-2000)及未来50年(2001-2050)空间分布模式。依据净初级生产力(NPP,NetPrimaryProductivity)
分类指数模型[7]计算出中国和全球潜在草地大类近50年(1950-2000)及未来50年(2001-2050)空间分布模
式。为将草地NPP表述为草地的年碳汇潜势,按每2.2g干重约等于1g碳换算[8],将每一大类草地的年碳汇用
TgC(1Tg=1012g)或PgC(1Pg=1015g)表示。
表1 犆犛犆犛大类与各自包含的草地类
犜犪犫犾犲1 犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊犫犲狋狑犲犲狀狊狌狆犲狉犮犾犪狊狊犲狊犪狀犱犮犾犪狊狊犲狊
大类名称Superclassname 包括的类Containingclasses
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
寒冷极干寒带荒漠-高山荒漠类、寒冷干旱寒带半荒漠-高山半荒漠类、寒冷微干干燥冻原-高山草原类、寒冷微
润少雨冻原-高山草甸草原类、寒冷湿润冻原-高山草甸类、寒冷潮湿多雨冻原-高山草甸类Frigidextraridfrig
iddesert,alpinedesert;Frigidaridfrigidzonalsemidesert,alpinesemidesert;Frigidsemiariddrytundra,alpine
steppe;Frigidsubhumidmoisttundra,alpinemeadowsteppe;Frigidhumidtundra,alpinemeadow;Frigidperhumid
raintundra,alpinemeadow
冷荒漠草地
Colddesertgrassland
寒温极干山地荒漠类、微温极干温带荒漠类、暖温极干暖温带荒漠类Coldtemperateextraridmontanedesert;Cool
temperateextraridtemperatezonaldesert;Warmtemperateextraridwarmtemperatezonaldesert
半荒漠草地
Semidesertgrassland
寒温干旱山地半荒漠类、微温干旱温带半荒漠、暖温干旱暖温带半荒漠类、暖热干旱亚热带半荒漠类Coldtemper
atearidmontanesemidesert;Cooltemperatearidtemperatezonalsemidesert;Warmtemperatearidwarmtemperate
zonalsemidesert;Warmaridwarmsubtropicalsemidesert
斯泰普Steppe 寒温微干山地草原类、微温微干温带典型草原类、暖温微干暖温带典型草原类、暖热微干亚热带禾草-灌木草原类
Coldtemperatesemiaridmontanesteppe;Cooltemperatesemiaridtemperatetypicalsteppe;Warmtemperatesemi
aridwarmtemperatetypicalsteppe;Warmsemiaridsubtropicalgrassesfruticoussteppe
温带湿润草地
Temperatehumidgrassland
寒温微润山地草甸草原类、微温微润草甸草原类、寒温湿润山地草甸类、微温湿润森林草原-落叶阔叶林类Cold
temperatehumidmontane meadow;Cooltemperatesubhumid meadowsteppe;Coldtemperatehumid montane
meadow;Cooltemperatehumidforeststeppe,deciduousbroadleavedforest
热荒漠草地
Warmdesertgrassland
暖热极干亚热带荒漠类、亚热极干亚热带荒漠类、炎热极干热带荒漠类 Warmextraridsubtropicaldesert;Subtropi
calextraridsubtropicaldesert;Tropicalextraridtropicaldesert
萨王纳Savanna 亚热干旱亚热带荒漠灌丛类、炎热干旱热带荒漠灌丛类、亚热微干亚热带禾草-灌木草原类、炎热微干稀树草原
类、炎热微润干旱森林类Subtropicalaridsubtropicaldesertbrush;Tropicalaridtropicaldesertbrush;Subtropical
semiaridsubtropicalbrushsteppe;Tropicalsemiaridsavanna;Tropicalsubhumidtropicalxerophyticforest
森林,包括温带森林、亚热
带森林、热带森林
Forest,includingtemperate
forest,subtropicalforest,
tropicalforest
暖温微润森林草原类、暖温湿润落叶阔叶林类、暖温潮湿落叶阔叶林类、微温潮湿针叶阔叶混交林类、寒温潮湿寒
温性针叶林类、暖热微润落叶阔叶林类、亚热微润硬叶林和灌丛类、暖热湿润常绿-落叶阔叶林类、亚热湿润常绿
阔叶林类、暖热潮湿落叶-常绿阔叶林类、亚热潮湿常绿阔叶林类、炎热湿润季雨林类、炎热潮湿雨林类 Warm
temperatesubhumidforeststeppe;Warmtemperatehumiddeciduousbroadleavedforest;Warmtemperateperhu
middeciduousbroadleavedforest;Cooltemperateperhumidmixedconiferousbroadleavedforest;Coldtemperate
perhumidtaigaforest;Warmsubhumiddeciduousbroadleavedforest;Subtropicalsubhumidsclerophylousforest;
Warmhumidevergreendeciduousbroadleavedforest;Subtropicalhumidevergreenbroadleavedforest;Warmper
humiddeciduousevergreenbroadleavedforest;Subtropicalperhumidevergreenbroadleavedforest;Tropicalhumid
seasonalrainforest;Tropicalperhumidrainforest
4 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
2 结果与讨论
2.1 当前气候条件下基于CSCS的潜在草地类型及其碳汇潜力
2.1.1 当前气候条件下中国的草地类型及其碳汇潜力 全国潜在草地面积549.38万km2,其中冻原和高山草
地大类的面积最大,为195.45万km2,占全国陆地面积的20.43%,主要分布在西藏(94.41万km2)、青海(49.13
万km2)、新疆(32.11万km2)和四川(11.12万km2)。其次是冷荒漠草地大类,面积为123.21万km2,占全国陆
地面积的13.15%,主要分布在新疆(84.26万km2)、内蒙古(18.70万km2)和甘肃(11.89万km2)。再次是温带
湿润草地大类,面积为99.82万km2,主要分布在内蒙古(30.76万km2)和黑龙江(18.52万km2)。接下来依次
为半荒漠草地和斯泰普草地,面积依次为76.19和51.37万km2,分别占全国陆地面积的8.13%和5.48%。萨
王纳和热荒漠草地大类面积最小,分别为2.54和0.80万km2,仅占全国陆地面积的0.27%和0.09%,其中热荒
漠草地大类几乎全部分布在新疆(图5,6)。
图5 当前(1950-2000)中国潜在草地大类的空间分布模式图
犉犻犵.5 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵狋犺犲狉犲犮犲狀狋
50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000犱犲狋犲狉犿犻狀犲犱犫狔犆犛犆犛犪狆狆狉狅犪犮犺犻狀犆犺犻狀犪
图6 当前(1950-2000)中国潜在草地大类的分布格局
犉犻犵.6 犛狋犪狋犻狊狋犻犮犪犾狉犲狊狌犾狋狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犻狀犆犺犻狀犪犱狌狉犻狀犵狋犺犲犪犫狅狌狋狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000
5第20卷第2期 草业学报2011年
在当前气候条件下,我国潜在草地的年碳汇潜力为773.21TgC,可消减我国2000年工业碳排放量1PgC
的77.32%[9]。其中,全国冻原和高山草地大类的年碳汇潜力最大,为250.7TgC,占全国陆地净固碳(2951.4
TgC)的8.49%,主要分布在西藏(112.8TgC)、青海(72.7TgC)、四川(33TgC)和新疆(24.1TgC)。其次为
温带湿润草地大类,年碳汇潜力为249.5TgC,占全国陆地年碳汇潜力的8.45%,主要分布在内蒙古(69.6
TgC)、黑龙江(52.8TgC)和甘肃(18.2TgC)。再次是斯泰普草地大类,年碳汇潜力为127.5TgC,占全国年
碳汇潜力的4.32%,主要分布在内蒙古(42TgC)。接下来依次为半荒漠草地、冷荒漠草地和萨王纳草地大类,
年碳汇潜力依次为93.7,36.1和15.7TgC,分别占全国陆地年碳汇潜力的3.17%,1.22%和0.53%。热荒漠草
地大类年碳汇潜力最小,为0.039TgC,主要在新疆(0.039TgC)(图7,8)。
综合全国草地类型和年碳汇潜力来看,我国草地的碳汇主体是冻原和高山草地、温带湿润草地、斯泰普草地
和半荒漠草地大类,主要分布在内蒙古、西藏、青海、新疆、甘肃、四川和黑龙江。它们的面积和为469.85万km2,
占全国潜在草地总面积的85.52%。年碳汇为721.3TgC,占全国潜在草地年碳汇的93.29%。特别需要说明
的是尽管冷荒漠草地大类具有较大面积,但由于较低的年碳汇潜力,使其在草地类型中不构成主体部分。
图7 当前(1950-2000)中国潜在草地大类的年碳汇空间分布图
犉犻犵.7 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾
犵狉犪狊狊犾犪狀犱犻狀犆犺犻狀犪犱狌狉犻狀犵狋犺犲狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000
图8 当前(1950-2000)中国潜在草地大类的年碳汇分布
犉犻犵.8 犛狋犪狋犻狊狋犻犮犪犾狉犲狊狌犾狋狅犳犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犻狀
犆犺犻狀犪犱狌狉犻狀犵狋犺犲狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000犻狀犆犺犻狀犪
6 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
2.1.2 当前气候条件下全球草地类型及其碳汇潜力 全球潜在草地总面积达7695.62万km2,占潜在植被总
面积的59.69%。其中,萨王纳草地大类的面积最大,为2324.38万km2,占全球潜在草地总面积的30.20%,主
要分布在非洲的中东部(1061.28万km2)、美洲(481.70万km2)、大洋洲(447.80万km2)和亚洲(323.18万
km2)。其次是热荒漠草地大类,面积为1893.62万km2,占全球潜在草地总面积的24.61%,主要分布在非洲
(1118.28万km2)、亚洲(520.78万km2)及大洋洲(193.68万km2)。再次是冻原和高山草地大类,面积为
1407.83万km2,占全球潜在草地总面积的18.29%,主要分布在亚洲(825.38万km2)和美洲(506.14万km2)。
接下来依次为半荒漠草地和温带湿润草地,面积分别为773.78和710.48万km2。斯泰普和冷荒漠草地大类面
积最小,分别为378.03和207.50万km2,主要分布在亚洲(154.75和185.76万km2)和美洲(121.65和20.97
万km2)(图9,10)。
图9 当前(1950-2000)全球潜在草地大类的空间分布图
犉犻犵.9 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵狋犺犲
狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000犱犲狋犲狉犿犻狀犲犱犫狔犆犛犆犛犪狆狆狉狅犪犮犺
图10 当前(1950-2000)全球潜在草地大类的分布
犉犻犵.10 犛狋犪狋犻狊狋犻犮犪犾狉犲狊狌犾狋狅犳犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000
当前气候条件下,全球潜在草地年碳汇潜力18815.6TgC,占全球陆地潜在植被年碳汇潜力(54505.7Tg
C)的34.52%,是全球2000年工业碳排放量6300TgC的近3倍[9]。其中萨王纳大类的年碳汇潜力最大,为
11095.9TgC,占潜在草地年碳汇潜力的58.97%,主要分布在非洲(5166.84TgC)、美洲(2535.40TgC)、亚
洲(1783.65TgC)和大洋洲(1572.15TgC)。其次依次为冻原和高山草地、温带湿润草地、半荒漠草地、热荒漠
草地和斯泰普草地大类,年碳汇潜力依次为2492.3,1687.8,1365.0,1111.0和971.4TgC,分别占潜在草地
年碳汇潜力的13.25%,8.97%,7.25%,5.90%和5.16%。冷荒漠草地大类年碳汇潜力最小,为92.2TgC,仅
占全球潜在草地年碳汇潜力的0.49%,主要分布在亚洲(83.67TgC)(图11,12)。
7第20卷第2期 草业学报2011年
图11 当前(1950-2000)全球潜在草地大类的年碳汇空间分布图
犉犻犵.11 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳
犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵狋犺犲狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000
图12 当前(1950-2000)全球潜在草地大类的年碳汇分布
犉犻犵.12 犛狋犪狋犻狊狋犻犮犪犾狉犲狊狌犾狋狅犳犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾
犵狉犪狊狊犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵狋犺犲狉犲犮犲狀狋50狔犲犪狉狊犳狉狅犿1950狋狅2000
综合全球草地类型和年碳汇潜力来看,全球草地的碳汇主体是萨王纳、冻原和高山草地大类,主要分布在非
洲、亚洲、美洲和大洋洲。两者的面积和为3732.21万km2,占全球潜在草地总面积的48.50%。两者的年碳汇
潜力为13588.2TgC,占全球潜在草地年碳汇潜力的72.22%。特别需要说明的是尽管热荒漠草地大类具有较
大面积,但由于较低的年碳汇潜力,使其在全球草地类型中不构成主体部分。
2.2 草地对全球气候变化的响应及其碳汇潜势
2.2.1 未来(2001-2050)情景我国潜在草地时空分布动态及其碳汇潜势 在A2a情景下,中国有7大类、共计
28类草地,同2000年相比,新出现亚热带荒漠类ⅥA6,草地总面积为531.74万km2,占潜在植被总面积的
56.72%,同2000年(58.19%)相比有所下降。其中,冻原和高山草地、冷荒漠草地和温带湿润草地面积减小,而
半荒漠草地、斯泰普、热荒漠草地和萨王纳面积增大(表2,3)。在冻原和高山草地大类中,除寒带荒漠、高山荒漠
类ⅠA1和寒带半荒漠、高山半荒漠类ⅠB8面积有所增加外,其他草地类的面积均减少;冷荒漠草地大类中的各
类草地面积均有减少;温带湿润草地大类中,除草甸草原类ⅢD24和森林草原、落叶阔叶林类ⅢE31面积减少外,
其他2类草地面积有较大的增加。在半荒漠草地大类中,除温带半荒漠类ⅢB10面积减少外,其他各类草地面积
均有较大的增加;在斯泰普大类中,除温带典型草原类ⅢC17面积减少外,其他各类草地面积均有较大幅度的增
加;热荒漠草地大类以亚热带荒漠类VA5为主,面积增加幅度很大,亚热带荒漠类ⅥA6的面积增加较少;萨王纳
大类的各草地类的面积均有较大幅度的增加(表2)。在B2a情景下,全国草地类型及面积同A2a情景具有类似
的变化特征(表2,3)。
8 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
表2 中国潜在草地大类面积变化动态
犜犪犫犾犲2 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狉犲犪犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊犪犿狅狀犵狊狌狆犲狉犮犾犪狊狊犲狊犻狀犆犺犻狀犪
大类
Superclass
2000年面积
Recent
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104km2)
面积变化
Change
(×104km2)
面积变化率
Changerate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104km2)
面积变化
Change
(×104km2)
面积变化率
Changerate
(%)
冻原和高山草地Tundraandalpinegrassland 191.47 83.54 -107.93 -56.37 89.85 -101.62 -53.08
冷荒漠草地Colddesertgrassland 123.21 82.36 -40.85 -33.16 82.51 -40.70 -33.03
半荒漠草地Semidesertgrassland 76.19 103.66 27.47 36.06 102.30 26.11 34.27
斯泰普Steppe 51.37 88.01 36.64 71.33 83.30 31.93 62.16
温带湿润草地Temperatehumidgrassland 99.82 96.19 -3.63 -3.64 96.69 -3.13 -3.13
热荒漠草地 Warmdesertgrassland 0.80 58.41 57.61 7200.73 56.97 56.17 7021.83
萨王纳Savanna 2.54 19.57 17.03 670.52 17.42 14.88 585.95
总计Total 545.41 531.74 -13.67 -2.51 529.05 -16.36 -3.00
表3 中国潜在草地及林地类的面积变化动态
犜犪犫犾犲3 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狉犲犪犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊犪犿狅狀犵犮犾犪狊狊犲狊犻狀犆犺犻狀犪
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠA1 寒冷
Frigid
极干
Extrarid
寒带荒漠、高山荒漠类
Frigiddesert,alpine
desert
0.04 0.32 0.28 714.73 0.24 0.20 527.13
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠB8 寒冷
Frigid
干旱
Arid
寒带半荒漠、高山半荒
漠类Frigidzonalsemi
desert,alpinesemidesert
8.61 12.26 3.65 42.38 12.14 3.53 41.03
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠC15 寒冷
Frigid
微干
Semiarid
干燥冻原、高山草原类
Drytundra,alpine
steppe
6.12 5.49 -0.62 -10.20 5.76 -0.36 -5.87
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠD22 寒冷
Frigid
微润
Subhumid
少雨冻原、高山草甸草
原类 Moisttundra,al
pinemeadowsteppe
7.12 5.39 -1.73 -24.25 5.77 -1.35 -18.98
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠE29 寒冷
Frigid
湿润
Humid
冻原、高山草甸类
Tundra,alpinemead
ow
12.55 10.08 -2.47 -19.70 10.00 -2.55 -20.32
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠF36 寒冷
Frigid
潮湿
Perhumid
多雨冻原、高山草甸类
Raintundra,alpine
meadow
157.04 50.00-107.04 -68.16 55.94-101.10 -64.38
冷荒漠
Colddesert
ⅡA2 寒温Cold
temperate
极干
Extrarid
山地 荒 漠 类 Montane
desert
6.70 3.34 -3.36 -50.12 2.81 -3.89 -58.11
冷荒漠
Colddesert
ⅢA3 微温Cool
temperate
极干
Extrarid
温带荒漠类 Temperate
zonaldesert
30.76 16.52 -14.24 -46.29 16.72 -14.03 -45.63
9第20卷第2期 草业学报2011年
续表3 Continued
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
冷荒漠
Colddesert
ⅣA4 暖温 Warm
temperate
极干
Extrarid
暖温带荒漠类 Warm
temperatezonaldesert
85.75 62.50 -23.26 -27.12 62.98 -22.78 -26.56
半荒漠
Semidesert
ⅡB9 寒温Cold
temperate
干旱
Arid
山地半荒 漠 类 Mon
tanesemidesert
8.11 15.02 6.91 85.23 13.56 5.45 67.20
半荒漠
Semidesert
ⅢB10 微温Cool
temperate
干旱
Arid
温带半荒漠 类 Tem
peratezonalsemidesert
53.81 31.41 -22.40 -41.63 32.18 -21.63 -40.20
半荒漠
Semidesert
ⅣB11 暖温 Warm
temperate
干旱
Arid
暖温带半荒漠类
Warmtemperatezonal
semidesert
14.21 49.07 34.86 245.28 48.70 34.49 242.69
半荒漠
Semidesert
ⅤB12 暖热
Warm
干旱
Arid
亚热带半荒漠类Sub
tropicalsemidesert
0.06 8.17 8.1112627.73 7.87 7.8012156.39
斯泰普Steppe ⅡC16 寒温Cold
temperate
微干
Semiarid
山地草原类 Montane
steppe
3.26 9.10 5.84 179.34 7.09 3.83 117.63
斯泰普Steppe ⅢC17 微温Cool
temperate
微干
Semiarid
温带典型草原类Tem
peratetypicalsteppe
28.93 22.54 -6.39 -22.08 21.19 -7.73 -26.73
斯泰普Steppe ⅣC18 暖温 Warm
temperate
微干
Semiarid
暖温 带 典 型 草 原 类
Warmtemperatetypi
calsteppe
15.97 43.13 27.16 170.05 41.26 25.29 158.35
斯泰普Steppe ⅤC19 暖温 Warm
temperate
微干
Semiarid
亚热带禾草-灌木草
原类ⅠSubtropicalgras
sesfruticoussteppeⅠ
3.21 13.24 10.03 312.45 13.75 10.54 328.35
温带 湿 润 草 地
Temperate hu
midgrassland
ⅡD23 寒温Cold
temperate
微润
Subhumid
山地草甸草原类 Mon
tanemeadowsteppe
4.12 12.92 8.80 213.41 12.07 7.95 192.80
温带 湿 润 草 地
Temperate hu
midgrassland
ⅢD24 微温Cool
temperate
微润
Subhumid
草甸草原类 Meadow
steppe
40.05 23.62 -16.43 -41.02 23.83 -16.22 -40.50
温带 湿 润 草 地
Temperate hu
midgrassland
ⅡE30 寒温Cold
temperate
湿润
Humid
山地草甸类 Montane
meadow
11.59 18.69 7.10 61.28 17.87 6.28 54.23
温带 湿 润 草 地
Temperate hu
midgrassland
ⅢE31 微温Cool
temperate
湿润
Humid
森林草原、落叶阔叶林
类Foreststeppe,decid
uousbroadleavedforest
44.07 40.96 -3.11 -7.06 42.92 -1.15 -2.61
热荒漠
Warmdesert
ⅤA5 暖热
Warm
极干
Extrarid
亚热带荒漠类ⅠSub
tropicaldesertⅠ
0.80 57.10 56.317054.91 55.90 55.106904.45
热荒漠
Warmdesert
ⅥA6 亚热
Subtropical
极干
Extrarid
亚热带荒漠类ⅡSub
tropicaldesertⅡ
0.00 1.30 1.30 - 1.07 1.07 -
萨王纳Savanna ⅥB13 亚热
Subtropical
干旱
Arid
亚热 带 荒 漠 灌 丛 类
Subtropicaldesertbrush
0.03 3.15 3.129662.85 2.20 2.166696.59
萨王纳Savanna ⅦB14 炎热
Tropical
干旱
Arid
热带荒漠灌丛类Trop
icaldesertbrush
0.08 0.15 0.07 83.49 0.18 0.10 116.51
01 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
续表3 Continued
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
萨王纳Savanna ⅥC20 亚热
Subtropical
微干
Semiarid
亚热带禾草-灌木草
原类ⅡSubtropicalgras
sesfruticoussteppeⅡ
0.62 12.63 12.02 1947.82 10.74 10.13 1641.40
萨王纳Savanna ⅦC21 炎热
Tropical
微干
Semiarid
稀树草原类Savanna 0.51 1.03 0.51 99.28 1.21 0.69 134.06
萨王纳Savanna ⅦD28 炎热
Tropical
微润
Subhumid
干旱森林 类 Tropical
xerophyticforest
1.29 2.61 1.31 101.59 3.10 1.81 139.80
热带森林 Tropi
calforest
ⅦE35 炎热
Tropical
湿润
Humid
季雨林类Seasonalrain
forest
7.63 18.88 11.25 147.30 20.84 13.21 172.99
热带森林 Tropi
calforest
ⅦF42 炎热
Tropical
湿润
Humid
雨林类Rainforest 6.35 20.98 14.63 230.60 17.52 11.17 176.09
温带森林 Tem
perateforest
ⅣD25 暖温 Warm
temperate
微润
Subhumid
森林草原类Forest
steppe
23.62 24.37 0.75 3.16 24.20 0.58 2.47
温带森林 Tem
perateforest
ⅣE32 暖温 Warm
temperate
湿润
Humid
落叶阔叶林类ⅡDecidu
ousbroadleavedforestⅡ
26.32 22.86 -3.46 -13.13 19.58 -6.74 -25.60
温带森林 Tem
perateforest
ⅡF37 寒温Cold
temperate
潮湿
Perhumid
寒温性针叶林类 Cold
temperatetaigaforest
56.54 69.15 12.61 22.30 68.73 12.19 21.56
温带森林 Tem
perateforest
ⅢF38 微温Cool
temperate
潮湿
Perhumid
针叶阔叶混交林类
Mixedconiferousbroad
leavedforest
49.22 39.56 -9.66 -19.62 42.29 -6.93 -14.07
温带森林 Tem
perateforest
ⅣF39 暖温 Warm
temperate
潮湿
Perhumid
落叶阔叶林类ⅢDecid
uousbroadleavedfor
estⅢ
31.18 17.75 -13.42 -43.06 19.32 -11.85 -38.01
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤD26 暖热 Warm 微润
Subhumid
落叶阔叶林类ⅠDecid
uousbroadleavedfor
estⅠ
12.84 8.49 -4.36 -33.93 8.79 -4.06 -31.58
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥD27 亚热
Subtropical
微润
Subhumid
硬叶林和灌丛类
Sclerophylousforest
andbrush
3.91 22.86 18.95 485.01 26.10 22.19 567.81
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤE33 暖热
Warm
湿润
Humid
常绿-落叶阔叶林类
Evergreendeciduous
broadleavedforest
36.68 13.52 -23.16 -63.14 13.91 -22.77 -62.07
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥE34 亚热
Subtropical
湿润
Humid
常绿阔叶林类ⅠEver
greenbroadleavedfor
estⅠ
28.05 55.50 27.45 97.86 58.66 30.61 109.12
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤF40 暖热
Warm
潮湿
Perhumid
落叶、常绿阔叶林类
Deciduousevergreen
broadleavedforest
47.03 16.20 -30.83 -65.55 16.57 -30.46 -64.78
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥF41 亚热
Subtropical
潮湿
Perhumid
常绿阔叶林类ⅡEver
greenbroadleavedfor
estⅡ
62.55 75.65 13.11 20.95 71.90 9.36 14.96
11第20卷第2期 草业学报2011年
在A2a情景下,森林面积总体趋于增长态势,增加率为3.54%。其中,热带森林(如季雨林类ⅦE35和雨林
类ⅦF42)面积有很大幅度的增加,增加率达51.32%;亚热带森林面积变化较小,仅增加1.16万km2,增加率
0.61%;温带森林面积变小,减少率为28.71%。在B2a情景下,森林面积总体上也趋于增长态势,增加率为
4.21%。其中,热带森林面积增加幅度较大,增加率达39.21%;亚热带森林面积增加幅度较小,增加率为
2.55%;温带森林面积变小,减少率为23.36%。上述2种情景下森林面积的总体变化趋势一致(表3)。由此可
见,在2050年时草地面积将趋于减少,而森林面积则趋于增大(图13,14)。
图13 全球气候变化犃2犪情景下2000年及
2050年中国潜在植被空间变化动态
犉犻犵.13 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犱狔狀犪犿犻犮狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀
犻狀犆犺犻狀犪犻狀狋犺犲狔犲犪狉狅犳2000犪狀犱2050狌狀犱犲狉
狋犺犲犵犾狅犫犪犾犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲犃2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
图14 全球气候变化犅2犪情景下2000年及
2050年中国潜在植被空间变化动态
犉犻犵.14 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犱狔狀犪犿犻犮狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀
犻狀犆犺犻狀犪犻狀狋犺犲狔犲犪狉狅犳2000犪狀犱2050狌狀犱犲狉狋犺犲
犵犾狅犫犪犾犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲犅2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
(a)草地与林地大类:图例中各颜色代表的2位数编码,前一位代表气候变化前(2000)的类别编号,后一位代表气候变化后(2050)的类别编号。
1-8分别代表冻原高山草地、冷荒漠草地、半荒漠草地、斯泰普、温带湿润草地、热荒漠草地、萨王纳和森林。(b)草地与林地:紫色代表草地转化为林
地的区域,蓝色为林地转化为草地的区域,其他2种颜色表示草地或林地未发生变化的区域,下同 (a)Inthelegendthetwodigitsrepresentthe
vegetationconversion.Thefirstnumberdepictsthesuperclassinyear2000,andthesecondnumberisthesuperclassinyear2050.Thenumberof
1-8representstundraandalpinegrassland,frigiddesert,semidesert,steppe,temperatehumidgrassland,warmdesert,savannaandforest,respec
tively.(b)Vegetationchange:Purplestandsfortheregionswhichchangesfromgrasslandtoforest,bluestandsfortheregionswhichchangesfrom
foresttograssland,theothercolorsstandfortheunchangedregions.Thesamebelow
全国2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇潜力差异显示(图15,16),在A2a情景下,草地年碳汇潜
力为886.3TgC,占潜在植被年碳汇潜力的26.99%,同2000年(26.20%)相比有所增加。可消减2006年我国
工业碳排放量1.5PgC的近60%[10]。其中,斯泰普(steppe)、萨王纳(savanna)和半荒漠草地(semidesert)大类
年碳汇潜力分别增加83.5%,501.9%和74.5%,增幅较大,热荒漠草地(warmdesert)大类年碳汇也增加了
10.96TgC。冻原和高山草地(tundraandalpinegrassland)大类年碳汇减少54.5%(表4),发生在属于青藏高
原的西藏、青海和四川省(图15,表4),表明青藏高原地区对全球气候暖干化非常敏感。温带湿润草地
21 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
图15 犃2犪情景下全国2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇潜力差异
犉犻犵.15 犆犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲狆犲狉犻狅犱狊1950-2000
狋狅2001-2050狌狀犱犲狉犃2犪狊犮犲狀犪狉犻狅犻狀犆犺犻狀犪
图16 犅2犪情景下全国2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇潜力差异
犉犻犵.16 犆犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲狆犲狉犻狅犱狊1950-2000
狋狅2001-2050狌狀犱犲狉犅2犪狊犮犲狀犪狉犻狅犻狀犆犺犻狀犪
(temperatehumidgrassland)和冷荒漠草地(colddesert)大类年碳汇潜力也有小幅下降,分别下降5.97%和
3.88%。Liu等[11]在内蒙古温带湿润草地的增温和增雨试验所得出的气候变暖将使中国北方干旱和半干旱区温
带湿润草地成为碳源的结论也印证了本研究的论点。在B2a情景下,全国草地年碳汇潜力同A2a情景具有类似
的变化特征(表4,图16)。即以斯泰普(steppe)、萨王纳(savanna)、半荒漠草地(semidesert)和热荒漠草地
(warmdesert)大类年碳汇潜力增加,冻原和高山草地(tundraandalpinegrassland)和温带湿润草地(temperate
humidgrassland)和冷荒漠草地(colddesert)大类年碳汇潜力的减少为特征。
2.2.2 未来(2001-2050)情景全球潜在草地时空分布动态及碳汇潜势 在2001-2050年期间,全球潜在植被
总面积将由2000年的7686.91×104km2,增加至2050年情景A2a下的7951.36×104km2 和情景B2a下的
31第20卷第2期 草业学报2011年
7939.57×104km2,增加率分别达3.44%和3.29%(表5,6)。在A2a和B2a情景下,冻原和高山草地大类(tun
draandalpinegrassland)的面积将有大幅度的减少,减幅分别达58.4%和54.6%(表5)。其中,多雨冻原、高山
草甸类ⅠF36的面积减少最多;其次为干燥冻原、高山草原类ⅠC15,其他草地类的面积则有所增加,寒带荒漠、高
山荒漠类ⅠA1增幅最大(表6)。冷荒漠草地大类(colddesert)及其包含的各类草地面积也将有较大幅度的减
少,在2种情景下减少率分别达21.5%和21.2%。这两大类草地面积的大量减少,预示着随全球气候变暖的加
速及人类活动强度的增加,冻原和高山草地及冷荒漠草地面积将不断萎缩。与此同时,半荒漠(semidesert)、斯
泰普(steppe)、温带湿润草地(temperatehumidgrassland)、热荒漠(warmdesert)和萨王纳(savanna)这5大类草
地的面积则显著增加。其中,温带湿润草地大类(temperatehumidgrassland)在A2a情景下的面积增加幅度最
大,达到43.2%,该大类包含的各类草地面积均有较大幅度的增加;其次为萨王纳(savanna)、斯泰普(steppe)和
热荒漠(warmdesert),增加率分别为23.2%,15.6%和11.2%,但这些大类包含的各草地类的面积并非全在增
加,个别类的面积有所减少(表6);半荒漠草地(semidesert)面积变化最小,增加率为1.2%。在B2a情景下,这5
种草地大类面积变化率具有同A2a情景类似的特点。
表4 中国潜在草地大类年碳汇变化动态
犜犪犫犾犲4 犆犺犪狀犵犲犻狀犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀
犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊犻狀犆犺犻狀犪
大类
Superclass
2000年
2000year
(TgC)
A2a情景下 A2ascenario
碳汇Carbon
sequestration
(TgC)
变化
Change
(TgC)
变化率
Changerate
(%)
B2a情景下B2ascenario
碳汇Carbon
sequestration
(TgC)
变化
Change
(TgC)
变化率
Changerate
(%)
冻原和高山草地Tundraandalpinegrassland 250.7 114.0 -136.7 -54.5 127.0 -123.7 -49.3
冷荒漠草地Colddesertgrassland 36.1 34.7 -1.4 -3.9 35.0 -1.1 -3.0
半荒漠草地Semidesertgrassland 93.7 163.5 69.8 74.5 161.2 67.5 72.0
斯泰普Steppe 127.5 234.0 106.5 83.5 255.3 127.8 100.2
温带湿润草地Temperatehumidgrassland 249.5 234.6 -14.9 -6.0 239.8 -9.7 -3.9
热荒漠草地 Warmdesertgrassland 0.04 11.0 10.9 28102.6 10.7 10.7 27335.9
萨王纳Savanna 15.7 94.5 78.8 501.9 87.2 71.5 455.4
总计Total 773.2 886.3 113.1 14.6 916.2 142.9 18.5
表5 世界潜在草地大类面积变化动态
犜犪犫犾犲5 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狉犲犪犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊犪犿狅狀犵狊狌狆犲狉犮犾犪狊狊犲狊
大类
Superclass
2000年
2000year
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积 Area
(×104km2)
面积变化
Change
(×104km2)
面积变化率
Changerate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积 Area
(×104km2)
面积变化
Change
(×104km2)
面积变化率
Changerate
(%)
冻原和高山草地Tundraandalpinegrassland 1398.83 582.66 -816.18 -58.35 635.48 -763.36 -54.57
冷荒漠草地Colddesertgrassland 207.52 162.84 -44.68 -21.53 163.64 -43.88 -21.15
半荒漠草地Semidesertgrassland 773.78 782.65 8.86 1.15 790.03 16.25 2.10
斯泰普Steppe 378.10 437.11 59.02 15.61 446.03 67.94 17.97
温带湿润草地Temperatehumidgrassland 710.41 1017.05 306.64 43.16 959.21 248.79 35.02
热荒漠草地 Warmdesertgrassland 1893.66 2105.67 212.02 11.20 2136.01 242.36 12.80
萨王纳Savanna 2324.61 2863.39 538.78 23.18 2809.17 484.56 20.84
总计Total 7686.91 7951.37 264.46 3.44 7939.57 252.66 3.29
41 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
表6 世界潜在草地及林地类的面积变化动态
犜犪犫犾犲6 犆犺犪狀犵犲犻狀狋犺犲犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狉犲犪犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊犪犿狅狀犵犮犾犪狊狊犲狊
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠA1 寒冷
Frigid
极干
Extrarid
寒带荒漠、高山荒漠类
Frigiddesert,alpine
desert
0.06 18.72 18.65 28921.24 19.05 18.98 29432.09
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠB8 寒冷
Frigid
干旱
Arid
寒带半荒漠、高山半荒
漠类Frigidzonalsemi
desert,alpinesemidesert
11.96 14.49 2.53 21.13 14.20 2.24 18.70
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠC15 寒冷
Frigid
微干
Semiarid
干燥冻原、高山草原类
Drytundra,alpine
steppe
8.64 7.87 -0.76 -8.85 7.42 -1.22 -14.14
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠD22 寒冷
Frigid
微润
Subhumid
少雨冻原、高山草甸草
原类 Moisttundra,al
pinemeadowsteppe
10.72 15.94 5.21 48.63 13.63 2.90 27.09
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠE29 寒冷
Frigid
湿润
Humid
冻原、高山草甸类
Tundra,alpinemead
ow
41.03 71.84 30.81 75.08 74.33 33.30 81.15
冻原和高山草地
Tundraandalpine
grassland
ⅠF36 寒冷
Frigid
潮湿
Perhumid
多雨冻原、高山草甸类
Raintundra,alpine
meadow
1326.41 453.80-872.61 -65.79506.85-819.56 -61.79
冷荒漠
Colddesert
ⅡA2 寒温Cold
temperate
极干
Extrarid
山地荒漠类
Montanedesert
8.99 5.64 -3.35 -37.26 5.16 -3.83 -42.63
冷荒漠
Colddesert
ⅢA3 微温Cool
temperate
极干
Extrarid
温带荒漠类
Temperatezonaldesert
54.33 37.22 -17.11 -31.49 38.12 -16.21 -29.84
冷荒漠
Colddesert
ⅣA4 暖温 Warm
temperate
极干
Extrarid
暖温带荒漠类 Warm
temperatezonaldesert
144.20 119.98 -24.22 -16.79120.36 -23.84 -16.53
半荒漠
Semidesert
ⅡB9 寒温Cold
temperate
干旱
Arid
山地半荒漠类
Montanesemidesert
32.11 27.88 -4.24 -13.19 27.01 -5.10 -15.87
半荒漠
Semidesert
ⅢB10 微温Cool
temperate
干旱
Arid
温带半荒漠类Temper
atezonalsemidesert
259.43 183.64 -75.78 -29.21190.33 -69.10 -26.64
半荒漠
Semidesert
ⅣB11 暖温 Warm
temperate
干旱
Arid
暖温带半荒漠类
Warmtemperatezonal
semidesert
268.52 417.98 149.46 55.66419.14 150.62 56.09
半荒漠
Semidesert
ⅤB12 暖热
Warm
干旱
Arid
亚热带半荒漠类Sub
tropicalsemidesert
213.72 153.15 -60.58 -28.34153.55 -60.18 -28.16
斯泰普Steppe ⅡC16 寒温Cold
temperate
微干
Semiarid
山地草原类 Montane
steppe
21.59 21.03 -0.56 -2.60 19.89 -1.71 -7.90
斯泰普Steppe ⅢC17 微温Cool
temperate
微干
Semiarid
温带典型草原类Tem
peratetypicalsteppe
181.17 144.36 -36.81 -20.32145.75 -35.41 -19.55
51第20卷第2期 草业学报2011年
续表6 Continued
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
斯泰普Steppe ⅣC18 暖温 Warm
temperate
微干
Semiarid
暖温带典型草原类
Warmtemperatetypi
calsteppe
104.08 210.14 106.06 101.90 217.54 113.46 109.01
斯泰普Steppe ⅤC19 暖温 Warm
temperate
微干
Semiarid
亚热带禾草-灌木草
原类ⅠSubtropicalgras
sesfruticoussteppeⅠ
71.25 61.58 -9.67 -13.58 62.85 -8.40 -11.79
温带湿润草地
Temperate hu
midgrassland
ⅡD23 寒温Cold
temperate
微润
Subhumid
山地草甸草原类 Mon
tanemeadowsteppe
35.26 65.04 29.78 84.47 54.94 19.68 55.82
温带湿润草地
Temperate hu
midgrassland
ⅢD24 微温Cool
temperate
微润
Subhumid
草甸草原类
Meadowsteppe
195.70 231.28 35.58 18.18 211.47 15.77 8.06
温带湿润草地
Temperate hu
midgrassland
ⅡE30 寒温Cold
temperate
湿润
Humid
山地草甸类
Montanemeadow
181.38 267.72 86.34 47.60 239.13 57.75 31.84
温带湿润草地
Temperate hu
midgrassland
ⅢE31 微温Cool
temperate
湿润
Humid
森林草原、落叶阔叶林
类Foreststeppe,decid
uousbroadleavedforest
298.08 453.01 154.93 51.98 453.67 155.59 52.20
热荒漠
Warmdesert
ⅤA5 暖热
Warm
极干
Extrarid
亚热带荒漠类ⅠSub
tropicaldesertⅠ
73.38 107.77 34.39 46.86 110.88 37.50 51.10
热荒漠
Warmdesert
ⅥA6 亚热
Subtropical
极干
Extrarid
亚热带荒漠类ⅡSub
tropicaldesertⅡ
517.21 288.85-228.35 -44.15 304.59-212.62 -41.11
热荒漠
Warmdesert
ⅦA7 炎热
Tropical
极干
Extrarid
热带荒漠类Tropical
desert
1303.07 1709.05 405.98 31.161720.54 417.47 32.04
萨王纳Savanna ⅥB13 亚热
Subtropical
干旱
Arid
亚热 带 荒 漠 灌 丛 类
Subtropical desert
brush
486.78 482.98 -3.80 -0.78 477.47 -9.31 -1.91
萨王纳Savanna ⅦB14 炎热
Tropical
干旱
Arid
热带荒漠灌丛类Trop
icaldesertbrush
849.69 1185.08 335.39 39.471129.53 279.84 32.93
萨王纳Savanna ⅥC20 亚热
Subtropical
微干
Semiarid
亚热带禾草-灌木草
原类ⅡSubtropicalgras
sesfruticoussteppeⅡ
149.26 123.63 -25.63 -17.17 124.52 -24.74 -16.57
萨王纳Savanna ⅦC21 炎热
Tropical
微干
Semiarid
稀树草原类Savanna 428.62 528.82 100.21 23.38 524.59 95.97 22.39
萨王纳Savanna ⅦD28 炎热
Tropical
微润
Subhumid
干旱森林类Tropical
xerophyticforest
410.26 542.87 132.61 32.32 553.06 142.80 34.81
热带森林 Tropi
calforest
ⅦE35 炎热
Tropical
湿润
Humid
季雨林类Seasonalrain
forest
711.08 850.50 139.42 19.61 854.95 143.87 20.23
61 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
续表6 Continued
大类
Superclass
类编号
ClassID
热量级
Thermal
grades
湿润度级
Humidity
grades
潜在植被类简称
Abbreviation
ofclass
2000年面积
Areaof2000
(×104km2)
A2a情景下 A2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
B2a情景下B2ascenario
面积
Area
(×104
km2)
面积
变化
Change
(×104
km2)
面积
变化率
Change
rate
(%)
热带森林 Tropi
calforest
ⅦF42 炎热
Tropical
湿润
Humid
雨林类Rainforest 1098.15 1052.60 -45.55 -4.15 1053.89 -44.26 -4.03
温带森林
Temperateforest
ⅣD25 暖温 Warm
temperate
微润
Subhumid
森林草原类Forest
steppe
113.23 196.29 83.05 73.35 187.38 74.14 65.48
温带森林
Temperateforest
ⅣE32 暖温 Warm
temperate
湿润
Subhumid
落叶阔叶林类ⅡDecid
uousbroadleavedfor
estⅡ
149.77 205.19 55.42 37.00 206.05 56.28 37.58
温带森林
Temperateforest
ⅡF37 寒温Cold
temperate
潮湿
Perhumid
寒温性针叶林类 Cold
temperatetaigaforest
1255.81 953.33-302.48 -24.09 961.49-294.31-23.44
温带森林
Temperateforest
ⅢF38 微温Cool
temperate
潮湿
Perhumid
针叶阔叶混交林类
Mixedconiferous
broadleavedforest
622.52 724.32 101.80 16.35 717.19 94.67 15.21
温带森林
Temperateforest
ⅣF39 暖温 Warm
temperate
潮湿
Perhumid
落叶阔叶林类ⅢDecid
uousbroadleavedfor
estⅢ
266.62 223.94 -42.69-16.01 227.44 -39.19-14.70
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤD26 暖热
Warm
微润
Subhumid
落叶阔叶林类ⅠDecid
uousbroadleavedfor
estⅠ
60.57 55.10 -5.46 -9.02 54.72 -5.84 -9.65
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥD27 亚热
Subtropical
微润
Subhumid
硬叶林和灌丛类
Sclerophylousforest
andbrush
132.94 100.25 -32.69-24.59 102.31 -30.63-23.04
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤE33 暖热
Warm
湿润
Humid
常绿-落叶阔叶林类
Evergreendeciduous
broadleavedforest
85.97 89.87 3.90 4.54 89.04 3.07 3.57
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥE34 亚热
Subtropical
湿润
Humid
常绿阔叶林类ⅠEver
greenbroadleavedfor
estⅠ
270.12 255.40 -14.72 -5.45 247.15 -22.98 -8.51
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅤF40 暖热
Warm
潮湿
Perhumid
落叶、常绿阔叶林类
Deciduousevergreen
broadleavedforest
144.66 72.91 -71.75-49.60 78.85 -65.80-45.49
亚热带森林Sub
tropicalforest
ⅥF41 亚热
Subtropical
潮湿
Perhumid
常绿阔叶林类ⅡEver
greenbroadleavedfor
estⅡ
294.99 202.87 -92.13-31.23 213.42 -81.57-27.65
森林总面积将由2000年的5206.43万km2,减少至2050年情景A2a下的4982.57万km2 和情景B2a下
的4993.88万km2。其中,温带森林(temperateforest)面积都有所增加,在A2a和B2a情景下分别增加5.2%
和5.5%;亚热带森林(subtropicalforest)面积有较大减少,在2种情景下分别减少4.4%和4.5%;热带森林
(tropicalforest)面积则有大幅度的减少,在2种情景下分别减少21.5%和20.6%(表6)。
71第20卷第2期 草业学报2011年
在A2a和B2a两种情景下,北极地区的冻原和高山草地,总体上具有向北退缩的趋势;海拔较高的冷荒漠分
布范围具有以高山山脉为中心带向内收缩的态势(如青藏高原地区)。森林具有分布范围变小且向极地移动,以
及面积减少部分有向草地退化的变化趋势(图17~19)。
图17 2050年全球潜在草地大类在犃2犪(犪)和犅2犪(犫)两种情景下的空间分布模式
犉犻犵.17 犜犺犲犵犾狅犫犪犾狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾犵狉犪狊狊犾犪狀犱狌狀犱犲狉犃2犪(犪)犪狀犱犅2犪(犫)狊犮犲狀犪狉犻狅狊(2001-2050)
狆狉犲犱犻犮狋犲犱犫狔犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犪狀犱狊犲狇狌犲狀狋犻犪犾犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿(犆犛犆犛)犪狆狆狉狅犪犮犺
81 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
图18 2001-2050年全球植被在犃2犪情景下的变化趋势
犉犻犵.18 犜犺犲犵犾狅犫犪犾狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犱狔狀犪犿犻犮狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾
狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狌狀犱犲狉
狋犺犲犵犾狅犫犪犾犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲犃2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
图19 2001-2050年全球植被在犅2犪情景下的变化趋势
犉犻犵.19 犜犺犲犵犾狅犫犪犾狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犱狔狀犪犿犻犮狊狅犳狆狅狋犲狀狋犻犪犾
狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狌狀犱犲狉
狋犺犲犵犾狅犫犪犾犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲犅2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
在A2a和B2a情景下,全球2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇差异显示(图20,21),全球潜在草
地总年碳汇将由2000年的18815.6TgC,增加至2050年情景A2a下的22070TgC和情景B2a下的21968.7
TgC,增加率分别达17.3%和16.8%(表7)。在 A2a和B2a两种情景下,冻原和高山草地大类(tundraand
alpinegrassland)的年碳汇潜力将有大幅度的减少,减幅分别达47.3%和43.7%。其次为冷荒漠草地大类,减幅
分别达8.0%和6.9% (表7)。其他草地大类的年碳汇潜力则有所增加,温带湿润草地大类增幅最大(表7),在
2种情景下增加率分别达46.4%和39.6%。斯泰普(steppe)在2种情景下增加率分别为22.1%和24.9%,萨王
纳(savanna)为11.2%和14.0%。半荒漠草地(semidesert)增幅最小,分别为5.5%和6.5%。
表7 世界潜在草地大类年碳汇潜力动态
犜犪犫犾犲7 犆犺犪狀犵犲犻狀犵犾狅犫犪犾犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犵犾狅犫犪犾狆狅狋犲狀狋犻犪犾狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狉犲犮犲狀狋犪狀犱犳狌狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狊
大类
Superclass
2000年
2000year
(TgC)
A2a情景下 A2ascenario
碳汇Carbon
sequestration
(TgC)
变化
Change
(TgC)
变化率
Changerate
(%)
B2a情景下B2ascenario
碳汇Carbon
sequestration
(TgC)
变化
Change
(TgC)
变化率
Changerate
(%)
冻原和高山草地Tundraandalpinegrassland 2492.3 1313.6 -1178.7 -47.3 1403.4 -1088.9 -43.7
冷荒漠草地Colddesertgrassland 92.2 84.8 -7.4 -8.0 85.8 -6.4 -6.9
半荒漠草地Semidesertgrassland 1365.0 1440.6 75.6 5.5 1453.7 88.7 6.5
斯泰普Steppe 971.4 1185.8 214.4 22.1 1213.4 242.0 24.9
温带湿润草地Temperatehumidgrassland 1687.8 2471.0 783.2 46.4 2356.0 668.2 39.6
热荒漠草地 Warmdesertgrassland 1111.0 1235.2 124.2 11.2 1266.0 155.0 14.0
萨王纳Savanna 11095.9 14339.0 3243.1 29.2 14190.4 3094.5 27.9
总计Total 18815.6 22070.0 3254.4 17.3 21968.7 3153.1 16.8
91第20卷第2期 草业学报2011年
图20 在犃2犪情景下全球2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇潜力差异
犉犻犵.20 犌犾狅犫犪犾犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲狆犲狉犻狅犱狊
1950-2000犪狀犱2001-2050狌狀犱犲狉犃2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
图21 在犅2犪情景下全球2001-2050年与1950-2000年期间的年碳汇潜力差异
犉犻犵.21 犌犾狅犫犪犾犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲狆犲狉犻狅犱狊
1950-2000犪狀犱2001-2050狌狀犱犲狉犅2犪狊犮犲狀犪狉犻狅
2.3 全球气候变化下草地年碳汇潜力的变化规律及其分配
全球气候暖干化过程,必将引起草地大类间的转换,而不同的草地大类的不同碳库禀赋,必将引发一系列错
综复杂的土壤碳库的源、汇转换。加之碳素在不同的草地大类的滞留时间也存在差异[12]。生态系统呼吸作用是
最重要的碳释放过程,然而该过程十分复杂,目前无法准确定量[13]。草地作为对气候变化最为敏感的生态系统,
最突出表现在NPP的波动,从而影响整个碳循环过程[14]。本研究仅就草地净固碳率,亦即年碳汇潜力而言,在
全球暖干化的A2a和B2a模式下,全球将分别提升17.3%和16.8%,它是以冻原和高山草地大类年碳汇减少,
温带湿润草地、斯泰普、萨王纳和半荒漠草地大类年碳汇增加为特征,主体上是以冻原和高山草地大类年碳汇大
幅减少,温带湿润草地大类年碳汇大幅增加为特征。与全球增长模式不同,中国是以温带湿润草地大类年碳汇潜
力减少为特征,在A2a和B2a模式下年碳汇将分别提升14.6%和18.5%。主体上是以斯泰普、萨王纳和半荒漠
草地大类年碳汇潜力大幅增加,青藏高原地区冻原和高山草地大幅减少为特征。由此可现,我国的暖干化趋势在
草地植被年碳汇潜力上的反映较之全球更为强烈和显著,韩兴国等[12]报道根冠比随生境干旱程度的增加而增
加,即全国增加的年碳汇分配模式或将以增加根冠比的方式进行,使得增加的年碳汇将有很大部分进入土壤,可
02 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2
利用性将大打折扣。
3 结论
全球草地的类型演替及其碳汇研究应在统一的草原类型系统上进行。草地综合顺序分类法(CSCS系统)是
全球已存在的草原类型系统中最完善的系统。基于CSCS法及全球气候变化数据集的草地植被分类是全球草地
变化动态(如植被类型、分布范围、碳汇潜力等)研究的基础。NPP分类指数模型[7]是以CSCS的草地发生学理
论为指导,推算中国和全球草地的碳汇潜力的数学模型。其对当前气候条件下的模拟结果与DelGrosso等[15]和
Zaks等[16]的模拟结果相吻合。
基于CSCS法及NPP分类指数模型对1950-2000年和2001-2050年期间的草原类型演替及碳汇动态研
究结果表明,冻原和高山草地、温带湿润草地、斯泰普草地和半荒漠草地大类,占中国潜在草地总面积的85.52%,
是中国草地碳汇的主体,这4大类草地植被的年碳汇潜力占中国潜在草地年碳汇潜力的93.29%。全球草地的
主体是萨王纳、冻原和高山草地大类,两者的面积和占全球潜在草地总面积的48.50%,年碳汇潜力占全球潜在
草地年碳汇潜力的72.22%。在全球气候暖干化的强(A2a)、弱(B2a)情景下,与当前(1950-2000)情景相比,中
国将呈现草地面积减少,林地面积增加的态势,草地面积将分别减少2.52%和3.00%;与中国的趋势相反,全球
将呈现草地面积增加,林地面积减少的态势,草地面积将分别增加3.4%和3.3%。草地年碳汇潜力,中国将分别
提升14.6%和18.5%,全球将分别提升17.3%和16.8%。但两者的增长方式不同,全球是以温带湿润草地大类
年碳汇潜力大幅增加为特征,而中国是负增长为特征。我国的暖干化趋势在草地年碳汇潜力上的反映较之全球
更强烈。
众所周知,草地科学的永恒主题是符合生态生产能力原则的科学管理。本研究基于CSCS法及NPP分类指
数模型,在全球潜在草地类型及其变化动态研究基础上,开展草地及其碳汇潜力动态研究,取得了重要的初步结
果。笔者不得不遗憾的说,本研究尚未能涉及草原生态系统的次级生产的碳汇潜力。这是因为有关草地生态系
统次级生产的数据库,无论在我国还是全球,都还很不完备。如不同草原类型的季节营养动态、草地与动物种类
的耦合、草原管理方式等诸多因素,在草地-家畜-人居系统研究领域还很不充分,这将是今后亟待开拓的重大
领域。希望CSCS法及有关分类指数模型的研究基础,能为次级生产碳汇潜力研究提供方便。
参考文献:
[1] HutchinsonMF.CentreforResourceandEnvironmentalStudies(AnusplinVersion4.3)[M].Canberra,Australia:TheAus
tralianNationalUniversity,2004.
[2] NewM,HulmeM,JonesP.Representingtwentiethcenturyspacetimeclimatevaribility.PartI:Developmentofa196190
meanmonthlyterrestialclimatology[J].JournalofClimate,1999,12:829856.
[3] NewM,ListerD,HulmeM,犲狋犪犾.Ahighresolutiondatasetofsurfaceclimateovergloballandareas[J].ClimateResearch,
2002,21:125.
[4] JarvisCH,StuartN.Acomparisonamongstrategiesforinterpolatingmaximumandminimumdailyairtemperatures.PartII:
Theinteractionbetweenthenumberofguidingvariablesandthetypeofinterpolationmethod[J].JournalofAppliedMeteorol
ogy,2001,40:10751084.
[5] HijmansRJ,CameronSE,ParraJL,犲狋犪犾.Veryhighresolutioninterpolatedclimatesurfacesforgloballandareas[J].In
ternationalJournalofClimatology,2005,25:19651978.
[6] RenJZ,HuZZ,ZhaoJ,犲狋犪犾.AgrasslandclassificationsystemanditsapplicationinChina[J].TheRangelandJournal,
2008,30:199209.
[7] LinHL.AnewmodelofGrasslandNetPrimaryProductivity(NPP)basedontheintegratedorderlyclassificationsystemof
grassland[J].TheSixthInternationalConferenceonFuzzySystemsandKnowledgeDiscovery,2009,(1):5256.
[8] NiJ.NetprimaryproductivityinforestsofChina:Scalingupofnationalinventorydataandcomparisonwithmodelpredictions[J].
ForestEcologyandManagement,2003,176:485495.
[9] LalR.SoilcarbonsequestrationinChinathroughagriculturalintensification,andrestorationofdegradedanddecertifiedeco
12第20卷第2期 草业学报2011年
systems[J].LandDegradation&Development,2002,13:469478.
[10] PiaoSL,FangJY,CiaisP,犲狋犪犾.ThecarbonbalanceofterrestrialecosystemsinChina[J].Nature,2009,458:1009
1013.
[11] LiuWX,ZhangZ,WanSQ.Predominantroleofwaterinregulatingsoilandmicrobialrespirationandtheirresponsestocli
matechangeinasemiaridgrassland[J].GlobalChangeBiology,2009,15:184195,doi:10.1111/j.13652486.2008.
01728.
[12] 韩兴国,李凌浩,黄建辉.生物地球化学概论[M].北京:高等教育出版社与施普林格出版社,1999:85159,167196.
[13] RaichJW,PotterCS.Globalpatternsofcarbondioxideemissionsfromsoils[J].GlobalBiogeochemicalCycles,1995,
9(1):2336.
[14] 方精云,郭兆迪.寻找失去的陆地碳汇[J].自然杂志,2007,29(1):16.
[15] DelGrosso,PartonSW,StohlgrenT,犲狋犪犾.Globalpotentialnetprimaryproductionpredictedfromvegetationclass,precip
itation,andtemperature[J].Ecology,2008,89:21172126.
[16] ZaksDPM,RamankuttyN,BarfordCC,犲狋犪犾.FromMiamitoMadison:Investigatingtherelationshipbetweenclimateand
terrestrialnetprimaryproduction[J].GlobalBiogeochemicalCycles,2007,21:GB3004,doi:10.1029/2006GB002705.
犛狋狌犱狔狅狀犵狉犪狊狊犾犪狀犱’狊狉犲狊狆狅狀狊犲狊狋狅犵犾狅犫犪犾犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲犪狀犱犻狋狊犮犪狉犫狅狀狊犲狇狌犲狊狋狉犪狋犻狅狀狆狅狋犲狀狋犻犪犾狊
RENJizhou,LIANGTiangang,LINHuilong,FENGQisheng,HUANGXiaodong,
HOUFujiang,ZOUDefu,WANGChong
(ColegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Gansu
GrasslandEcologicalResearchInstitute,Lanzhou730020,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thecomprehensiveandsequentialclassificationsystemofrangeland(CSCS)wasappliedinanalysis
ofthesuccessionofgrasslandtypesandthedynamicsofcarbonsequestrationtendencybetweentheperiodsof
the1950-2000and2001-2050year,whichindicatesthatthemaincontributorstothecarbonsequestrationca
pacityoftheChinesegrasslandarea,insequence,thetundraandalpinegrassland,temperatehumidgrassland,
steppeandsemidesert.Theyintotaloccupy85.52%ofthealtotalpotentialgrasslandareasofChinaand
93.29%ofthecountry’sentirecarbonsequestrationcapacityofpotentialgrasslandperyear.Inaglobalview,
themainpartsofthegrasslandarethesavanna,tundraandalpinetypesandthesetwotypesoccupy48.50%of
thetotalglobalpotentialgrasslandand72.22%oftheglobalpotentialgrasslandcarbonsequestrationcapacity
peryear.Incurrentsituationofstrong(A2a)andweak(B2a)inglobalclimatewarminganddrying,Chinawil
reduceitsgrasslandwhileincreaseitsforestareaincomparingtoitsstatusduring1950-2000.Incontrastto
thetrendinChina,fromtheglobalperspective,grasslandwilincreasewhileforestareawildecrease.Under
themodelofstrong(A2a)andweak(B2a)inglobalclimatewarminganddryingprocess,Chinawilincrease
14.6%and18.5%,whiletheworldwilincrease17.3%and16.8%intermsofcarbonsequestrationcapacity
peryear.However,thetwoaredifferentintheirmodeofincrease.Theglobalincreaseischaracterizedbyhuge
increaseofpotentialcarbonsequestrationcapacityinthetemperatehumidgrassland,whiletheChina’sincrease
ischaracterizedbyitsdecreaseinthesamearea.Comparingwiththeglobaltrendthewarminganddryingtend
encyinChinaismoreintenseintermsofcarbonsequestrationcapacityofpotentialgrasslandperyear.
Althoughthefactorscausedtheglobalclimatewarminganddryingcannotbecontroledbyhumanbeingsbut
thesystemproblemscanonlybedealtwithbythemeansofsystemsynthesis,whichisthemissionforalpas
toralpractitioners.
犓犲狔狑狅狉犱狊:comprehensiveandsequentialclassificationsystemofrangeland(CSCS);classificationindicesbased
modelofNPP;globalclimatechange;carbonsequestrationpotentials
22 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.2