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全球气候变化已经成为各国政府、科学家乃至普通公众共同关注的重大问题,政府和科学家正联手以寻求多种途径与机制以减缓全球气候变化及其带来的影响。《京都议定书》中的清洁发展机制(CDM)就是其中的一个有效机制。我国草地面积约4亿ha,占国土面积的40%以上,其中各种程度的退化草地面积就占了90%。因此在我国草原区开展CDM项目不仅可以从发达国家获得大量资金和技术支持;而且对于退化草原生态系统的恢复重建,实现草地生产方式从传统粗放放牧型到集约高产的人工草地型的转变,实现可持续发展有重要推动作用。虽然日前草地固碳还不能作为CDM项目,但是随着对草地固碳机理的认识不断深入,科学上的不确定性降低,草地固碳定将会成为CDM项目的一个重要组成部分。因此,开展我国草地固碳成本研究是一项具有前瞻性工作,对于今后可能的草地固碳CDM项目实施以及我国在国际环境问题谈判上都具有重要价值与作用。
本文以内蒙古典型草原三种基本类型(羊草(Leymuschinensis)草原、大针茅(Stipagrandis)草原和克氏针茅(Stipakrylovii)草原)为研究对象,对不同草原类型在围封禁牧或建立人工草地等恢复重建措施下的固碳量和固碳成本进行估算,并重点分析了在锡林郭勒盟建立人工草地的固碳潜力。得出如下主要结论:
1.长期围封可以显著增加中度和重度退化的羊草草原和大针茅草原的生态系统碳库,对轻度退化的羊草草原则无影响,即轻度放牧不会对羊草草原碳库产生影响。短期围封对克氏针茅草原生态系统碳库无影响。开垦作用在短期内(小于1a)就会造成草地表层0-10cm土壤有机碳下降,但对总土壤有机碳(0-40cm)和生态系统碳库无影响,随着开垦时间增加,总土壤有机碳库和生态系统碳库显著降低,降幅均超过了50%。
2.中度退化的大针茅草原围封禁牧25a的固碳量为23.63tC·ha-1,固碳速率为0.95tC·ha-1·a-1;中度和重度退化的羊草草原围封禁牧25a的固碳量分别为33.64tC·ha-1和27.23tC·ha-1,固碳速率分别为1.35tC·ha-1·a-1和1.09tC·ha-1·a-1;羊草草原区的多年耕地经过25a退耕休牧的固碳量为51.12tC·ha-1,固碳速率为2.04tC·ha-1·a-1;克氏针茅草原区的多年耕地经过25a退耕休牧的固碳量为35.02tC·ha-1,固碳速率为1.40tC·ha-1·a-1。
3.在不同地区实施的恢复重建措施不同,其固碳量也各不相同,其中的一个主要影响因素是地区间可恢复的最大碳储量存在差异。而在不同地区实施相同的恢复重建措施,其固碳成本也有很大差异:即便在同一地区实施相同恢复重建措施,其固碳成本差异也很大。当农牧民在实施恢复重建措施后能够获得打工机会时,我国草原区的固碳成本比森林地区的固碳成本要低。
4.将内蒙古锡林郭勒盟现有全部耕地转变为人工草地后,每年可提供1.12×109kg干草,供1.53×106只羊一年所需,可置换出5.11×105ha中等放牧的天然草地。25a内人工草地的直接固碳量为7.50TgC,置换出的天然草地固碳量为5.64TGC,总固碳量为13.14TgC,约是1990年我国森林碳汇吸收的15.3%。