年度 研究内容 预期目标 其对多因子的综合响应与适应机④ 形成普适性的土壤固碳速率与理。 潜力的量化方法； ⑤ 完成情景分析依赖的模型之间的⑤ 初步量化当前气候中国天然森耦合。 林和草地土壤固碳潜力及其区域分异； ⑥ 在国际主流期刊上发表论文29-32篇；培养博士研究生8-14人，硕士研究生12-14人。 继续进行上述土壤碳截获动力① 揭示生态系统碳固截获动力学学实验研究，深化研究深度，特别是在土壤固碳调控机理、固碳速率和潜特征和维持天然森林与草地生态系统有机碳稳定性的机理。 重② 验证并完善普适性的土壤固碳第 力的量化方法方面开展深入研究。 点解决： 速率与潜力的量化方法 四 ① 控制实验的多因子影响土壤碳③ 耦合模型验证我国天然森林和 截获能力与固碳潜力集成研究； 草地前后100年土壤碳储量分布及土壤增碳潜力评价。 ④ 在国际主流期刊上发表论文32-35篇；培养博士研究生10-16人，硕士研究生11-21人。 年 ② 生态系统管理和环境变化影响土壤碳截获能力的集成研究； ③ 固碳潜力和情景分析新方法； ④ 完善数据库。 总结前4年的研究成果，针对性构建多目标土壤增碳管理模式；提第 地开展一些补充研究，完成所有规定交支持履约谈判的系统碳储量数据 的研究任务（重在过程规律与机制以及潜力评估方法报告。 五 及优化管理模式的集成）；撰写课题在国际主流期刊上发表论文22-23 研究报告和工作报告，完成课题的验篇以上；培养博士研究生13-17人，硕士研究生15-24人。 年 收报告。
一、研究内容
(一)拟解决的科学问题
核心科学目标：阐述天然森林和草地演替过程中土壤固碳的生物过程与机制；探讨生态系统多目标管理和环境变化对土壤碳积累过程的调控作用；评估量化天然森林和草地土壤有机碳增碳潜力；科学分析气候和环境变化影响下我国天然森林和草地土壤碳储量和固碳潜力的情景。
核心工作任务：评估我国天然森林和草地土壤碳储量的格局及固碳，获取能够用于支持国家履约和谈判的土壤碳储量和固碳潜力清单；揭示土壤碳截获自然潜力、驱动机制及调控机理；构建持续提高土壤增碳的综合管理模式和量化土壤固碳潜力量化方法体系，为我国履约、积极应对气候变化自主行动和提升我国在全球变化研究领域的竞争力提供科学依据。
对此，需要解决如下的关键科学问题和方法体系。 (1)关键科学问题
天然森林和草地演替过程中土壤固碳的生物过程与驱动机制。我国天然森林和草地，跨越热带至寒温带、湿润至干旱和半干旱气候区，植被和土壤类型多样。这种空间上环境和生物要素方面的异质性，会导致土壤有机碳积累过程和能力的区域差异，但特定环境中的关键驱动因子和相应贡献有待科学上予以阐明。
生态系统管理和环境变化对土壤碳积累过程的调控作用。我国现有的森林和草地质量具有很大的增值空间。如何能够有效利用生态系统管理措施，在恢复天然森林和草地植被的同时，加速土壤有机碳积累过程，提高土壤碳固持能力，是生态系统多功能管理的核心目标之一，实现这一目标需要从科学角度研究和阐明不同管理措施在土壤碳积累过程和固持中的调控作用。
天然森林和草地土壤有机碳增碳潜力。由于受长期采伐、放牧和土地利用变化的影响，我国天然森林和草地大多处于退化状态或次生演替的早期阶段，相应的土壤碳贮存量较之原始植被会在一定程度上有所降低，但具体差距有多大？需要多长时间能够恢复到历史水平？自然过程的增值空间有多大？这些问题有待于通过系统、科学实验研究予以确定。
(2)土壤固碳潜力的量化方法
基于土壤有机碳自然积累过程的固碳潜力量化。陆地生态系统的土壤碳固持能力，尤其是有机碳的积累，取决于植物群落演替的碳输入过程。鉴于原位监测技术滞后和长期定位监测数据的匮乏，决定土壤固碳功能与潜力（速率和稳定性）的碳储量 — 群落演替关系曲线，尽管采用空间代替时间的“年代序列样地
法”能够获取，但基于该曲线量化固碳潜力的方法并未得到科学解决，特别是没有有效的量化固碳潜力的科学参照系（基准点）。
基于气候和环境变化及管理影响的土壤固碳潜力综合量化。全球范围，原生稳定的自然系统几乎很难找得到，土壤固碳功能和固碳潜力均受到来自气候与环境变化及管理措施的影响。现有的土壤的碳固持量及其变化评估或研究，包括与生态系统管理模式研究在内，缺乏多目标的综合考虑。
(二)主要研究内容
针对上述科学问题，紧紧围绕天然森林和草地土壤碳储量及时空格局、土壤有机碳积累的生物过程与机制以及土壤固碳潜力的量化和情景分析方法开展科学研究，主要研究内容为如下3方面：
(1) 天然森林和草地土壤碳储量及时空格局
重点研究GIS支持的土壤碳储量及空间分布格局，构建天然森林和草地土壤碳储量、速率和潜力数据库，研究典型天然森林和草地演替序列的土壤碳储量异同。
(2) 土壤有机碳积累的生物机制与潜力研究
针对群落演替、生态系统管理、气候和环境变化控制实验，比较研究不同气候区和群落之间土壤动物、微生物与土壤碳截获过程和固碳机制关系，包括土壤动物、微生物数量和群落结构特征，土壤动物、微生物代谢特征，新碳在土壤有机碳组分中分配过程，影响土壤碳截获和碳库稳定性的生物学过程及机理；增温、降水和氮沉降变化对典型森林和草地土壤碳截获能力的影响；研究森林经营、林火与典型森林土壤碳截获的关系，放牧、围封、补播和火烧管理措施与土壤碳截获的关系，以及多目标管理的土壤增碳模式构建。着重土壤碳截获生物学过程及机理，气候与环境变化影响和管理调控作用研究。
(3) 土壤固碳潜力量化与情景分析方法
针对天然次生林和草地群落土壤持续固碳非平衡规律，通过群落演替对应的土壤碳储量时间序列法的仿真研究，形成量化土壤固碳潜力的方法。再以不同生态系统类型土壤有机碳廓线演变序列为检验基准，基于群落演替动态土壤碳模型，对土壤碳储量变化趋势预测和情景分析，包括：明晰气候变化与氮沉降影响的土壤碳储量变化敏感区，反演历史土壤碳储量，估算现有天然森林和草地土壤固碳潜力和描绘未来50年土壤固碳情景。