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中国草地占国土面积的40％以上，分布范围广泛，是气候敏感区和生态脆弱区，也是受人为活动影响最为严重的区域。准确评估中国草地固碳的时空动态、揭示其控制机制是草地碳收支评估的难点与热点。本研究基于2011～2013年中国草地碳收支野外调查数据以及相关文献资料，校准并验证陆地生态系统模型(TEM5.0)，模拟了1961～2013年中国草地固碳的时空格局特征，探讨了气象要素（温度、辐射和降水）的年际变化及其空间分布对中国草地固碳的影响，分析了未受干扰情况下，当前气候背景、RCP4.5和RCP8.5气候情景的中国草地的固碳潜力。主要结论如下: (1)1961～2013年间，面积为3.95×106km2的中国草地表现为碳汇，强度为19.06Tg C a-1，53年间共固碳1.01Pg C。其中，内蒙古草原(5.77Tg C a-1)、新疆草地(5.44Tg C a-1)和青藏高原草地(5.16Tg C a-1)是中国草地碳汇的主体，三者对碳汇的贡献达85.9％。由于草地植物净初级生产力(NPP)和土壤呼吸(RH)对年际间温度变化的敏感性不同，中国草地碳收支(NEP)表现出显著的年际变化趋势。在年代际总量上，中国草地各年代际均表现为碳汇，其中2001～2010年的碳汇强度最大(63.33Tg C a-1)，占1961～2010年5个年代总碳吸收值的57.6％。研究区域内碳汇增加表现为植被碳库和土壤有机碳库的增加。 (2)中国草地单位面积多年平均NEP为4.84g Cm-2a-1，研究区域整体表现为碳汇。从空间分布来看，碳汇主要分布在青藏高原西部、内蒙古草原东北部和新疆草地北部，而碳源主要分布在青藏高原东南边界、东北边界以及西部边界，碳源区仅占研究区域总面积的13.5％。研究时段内，中国草地大部分区域NEP呈增加趋势，占研究区域总面积的82.5％，主要集中在青藏高原西北部、新疆草地北部和内蒙古草原东北部等碳汇区，NEP减少的区域主要分布在内蒙古草原西北部、青藏高原西南部和东北部以及南方草地区等碳汇能力相对较弱的地区，占研究区域总面积的17.5％。 (3)研究时段内，中国草地区域年平均温度呈显著增加趋势，降水量年际波动较大，在空问格局上自东南向西北递减，年代际间变化呈干燥(60年代、70年代)—湿润(80年代、90年代)—干燥(21世纪初期)趋势。区域年均NEP与年均温度、年降水量呈正相关关系，与辐射相关性不显著。年际间温度和降水变化是中国草地NEP年际波动的关键原因。 (4)1961～2013年中国草地年均固碳潜力为18.41Pg C a-1，其中土壤年均固碳潜力为18.12Pg C，植被年均固碳潜力为0.29Pg C。从单位面积固碳潜力的空间分布上看，各年代草地固碳潜力的空间格局大体一致，青藏高原和新疆准噶尔盆地的草地固碳潜力较大，固碳潜力一般大于10000g C m-2a-1;南方草地固碳潜力一般在1000～5000g C m-2a-1之间;其它草地固碳潜力较小。 (5)无人为干扰影响的RCP4.5和RCP8.5气候情景下，中国草地碳储量在研究时段内均呈显著增加趋势，平均增加速率分别为61.0Tg C m-2a-1(RCP4.5)和234.2Tg C m-2a-1(RCP8.5);且两种气候下碳密度变化的空间分布较一致，2011～2040年间中国草地生产系统碳密度以增加为主，增加较显著的区域主要是青藏高原草地和内蒙古草原。 (6)RCP4.5气候情景下，2011～2040年中国草地年均固碳潜力为18.01Pg Ca-1，其中草地土壤固碳潜力约17.78Pg C a-1，草地植被固碳潜力约0.24Pg C a-1。RCP8.5气候情景下，2011～2040年中国草地年均固碳潜力为18.00Pg C a-1，其中草地土壤固碳潜力约17.79Pg C a-1，草地植被固碳潜力约0.20Pg C a-1。两种气候情景下，中国草地固碳潜力的分布格局相似。以2030s为例，新疆准噶尔盆地的草地单位面积固碳潜力最大;其次是新疆中部天山和南部昆仑山，部分内蒙古草地，以及青藏高原南部、中部和东南部草地;余下草地的单位面积固碳潜力很小，一般不超过5000g C m-2a-1，有些地方近似为零。