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内蒙古草原不仅是我国农业基础资源的重要组成部分,也是我国北方重要的自然资源和天然生态屏障。但是,气候暖干化使牧草生长受到抑制,产草量下降,制约着草地畜牧业的可持续发展。分析气候变化背景下合理的草地利用方式、探讨气候变化背景下内蒙古地区草地脆弱性研究,对于合理利用内蒙古草地资源、促进草地畜牧业长期健康稳定的发展具有重要的现实意义。本文以内蒙古地区天然草地为研究对象,利用空间化CENTURY模型,模拟分析内蒙古地区天然草地地上生物量和土壤有机碳的时空分布特征;同时分析未来气候变化背景下不同放牧强度与不同放牧方式对内蒙古草地的影响,提出适应性对策,为当地牧民提供实际可行的放牧方式,为实现草地的可持续利用提供科学依据。探讨了内蒙古草地脆弱性评价体系,尝试对其脆弱性进行评价。主要结论如下:(1)利用CENTURY模型对内蒙古地区草地地上生物量、0-20cm土壤有机碳及土壤总氮进行单点验证,结果表明:0-20cm土壤有机碳的模拟效果最好,其次是土壤总氮的模拟,除6月份外,生物量的模拟值与观测值线性回归决定系数R2均大于0.5。CENTURY模型模拟值与观测值有较好的一致性。对CENTURY模型空间模拟结果验证表明:生物量较低时(观测值小于150g/m2),模型模拟结果略高;生物量较高时(观测值大于150g/m2),模型模拟结果偏低。(2)由CENTURY模型模拟结果得出:内蒙古地区草地地上生物量和0-20cm土壤有机碳含量均呈地带性分布,由东北部向西南递减。其中,地上生物量由高于350g/m2降低至低于50g/m2;0-20cm土壤有机碳含量由8000g C/m2以上降低至500g C/m2。1961-2010年草地地上生物量和0-20cm土壤有机碳的变化趋势存在明显的空间差异。未来气候变化背景下大部分地区地上生物量增加,尤以RCP8.5情景下草甸草原和荒漠草原增加最明显,土壤有机碳呈减少趋势。(3)未来气候变化背景下,草甸草原生物量增加较明显,当地政府可适当增加放牧强度以提高草地利用效率,实现生态效益和经济效益的最大化。RCP4.5情景下,典型草原生物量呈下降趋势,当地政府应适当控制家畜放养率以维持草地生态系统稳定性。划区轮牧方式优于传统的连续放牧。未来气候变化背景下可采取轻度放牧强度,一年放牧、一年围封的放牧方式。这种方式既可保证被采食牧草的质量,又能提高家畜的生产性能,能够维持草地的“健康”状态,最终实现生态效益和经济效益的统一。(4)综合考虑草地敏感性、适应性及暴露度,初步建立内蒙古地区草地畜牧业脆弱性评价体系,从气候变化对饲草产量影响角度探讨内蒙古地区草地脆弱性变化情况。整体来看,内蒙古地区从东到西草地脆弱程度逐渐降低。草甸草原区由于暴露度较高、饲草产量受气候变化影响程度较大,该区处于极度脆弱和重度脆弱状态,典型草原区和农牧交错带西部边界区为中度脆弱区,荒漠草原区为轻度脆弱区,阿拉善盟草地生物量受气候变化影响程度最低,为潜在脆弱区。未来气候变化背景下,草甸草原和典型草地畜牧业脆弱性变化较大,由2030s(2016-2035年)的中度或者重度脆弱区恢复为2090s(2081-2100年)的潜在脆弱区,荒漠草原和阿拉善盟脆弱性基本保持不变。