草地全剖面土壤碳对变暖的响应研究

草地是全球陆地生态系统中面积占比(～40%)最大的生态系统，其碳储量约占陆地生态系统总碳储量的 1/3，在全球碳循环中扮演着重要的角色。但是，草地多分布在对气候变化敏感区域，草地碳库(包括植被和土壤碳库)受气候变化影响显著。当前针对全球变暖影响下草地土壤有机碳(Soil organic carbon;SOC)的研究多针对 0-30 cm表层土壤，而在公里级空间分辨率水平上对全剖面(如 0-100 cm)SOC在未来气候变暖影响下的定量认识鲜有报道。对此，本文使用多层土壤有机碳模型(multi-layer SOC model;MM)与随机森林模型(Random forest;RF)耦合的方法，结合多源数据融合的研究手段，量化1.5℃升温对我国草地SOC(0-100 cm)的影响。结果表明，我国 0-100 cm草地的SOC储量在1.5℃升温后预计平均下降5.45%(95%置信区间0.79%-19.90%)。相对来讲，变暖导致的高山草原SOC减少最高(6.36%)，其次是典型草原(5.35%)和高山草甸(5.27%)，荒漠草原最低(4.23%)。本研究成功在高空间分辨率水平上给出了全剖面草地土壤有机碳在 1.5℃升温后的潜在变化，研究结果有助于准确认识和理解气候变化对草地土壤碳循环的影响，为制定相关应对策略提供科学依据。