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草地是陆地生态系统的重要组成部分，是地球表面分布最广的植被类型之一，在全球生态系统碳循环中发挥着极为重要的作用。准确估算草地生物量的大小，揭示其控制因素，阐明生物量的分配模式，对于认识草地生态系统土壤中的碳输入和整个生态系统的碳循环具有重要的意义。准确估算土壤有机碳的储量，揭示其分布格局和控制因素将有助于评价土壤和草地生态系统在陆地生态系统碳循环中的重要作用。但是，目前关于草地生态系统生物量和碳储量大小、分配格局及其控制因素等方面的研究主要集中在温带草地，重点关注干旱荒漠草地生态系统的相关研究较少。河西走廊荒漠草地是我国西北地区非常典型的重要的草地生态系统，其降水量要比我国其他温带草地或荒漠草地更少，特定的气候条件和地理因素造就了独特的植被和土壤类型，并使得该区的生态系统脆弱易受沙漠化、风蚀和过度放牧影响，植被和壤条件的微小改变都有可能会破坏原有的土壤碳循环的平衡状态，增加土壤中有机碳的损失，并向大气中释放更多的温室气体。因此，研究河西走廊荒漠草地生态系统中的生物量和土壤有机碳储量对于我国和全球草地碳循环的研究都有重要意义。 我们于2011-2012年在河西走廊荒漠草地调查了80个样地，采集了570个样方的生物量和400个样方的土壤剖面。利用这些野外调查的生物量和土壤理化属性数据，并结合遥感(MODIS-EVI)和气候数据，通过相关和回归分析、主轴回归、一般线性模型和冗余分析等经典统计分析方法，研究了生物量和土壤有机碳储量的大小、分布格局及其控制因素。主要结果如下: (1)群落水平上，河西走廊荒漠草地地上、地下、总生物量分别为111.58，62.04和162.65g m-2，地下地上生物量比为0.65，不同灌木群落类型的生物量和地下地上生物量比有很大差异。个体水平上，五种优势物种的生物量大小都与群落水平上的结果有很好的一致性。生物量的空间分布呈现自研究区东南向西北递减的趋势。此外，群落水平上荒漠草地约89％的地下生物量集中在表层0～30cm，灌木样方的地下生物量与草本样方相比更加集中分布于土壤表层，个体水平上五种优势植物也均有超过90％的地下生物量集中分布在0～30cm表层土壤。 (2)生物量的空间分布和地下生物量的垂直分布均与经度、海拔、年降水量、土壤含水率、土壤粘粒和粉粒含量、土壤有机碳、全氮和全磷含量呈显著的正相关关系，与纬度、年均温和土壤砂粒含量呈显著负相关，与土壤电导率、pH之间没有表现出明显的相互关系。 (3)整体上河西走廊荒漠草地地上与地下生物量分配符合等速生长，但草本样方地上和地下生物量之间为异速生长关系。在研究区荒漠草地生态系统，水分和土壤养分的可利用性改变了植物地上地下生物量的分配关系，证实地上地下生物量分配支持平衡生长假说。在个体水平上的研究结果也支持荒漠草地植物的生物量分配符合平衡生长假说，地上地下生物量分配模式受到植物种类和个体大小影响，不同植物类型生物量在各器官之间的分配模式不同，各植物叶片生物量和当年新生枝生物量分配符合等速生长，但是叶片、枝条、根系之间的生物量分配并不支持等速生长。 本研究以灌木体积（V）为自变量建立了本地区优势物种灌木生物量的最优估计模型，最优模型为幂函数W=aVb，模型可以很好地应用于本研究区的生物量估算，尤其是取样较困难的地下生物量的估算。 (4)河西走廊荒漠草地1m深土壤有机碳密度为1.90kg m-2。表层0-30cm和0-50cm土壤有机碳密度分别为0.97和1.32kg m-2。草本植物样方土壤有机碳密度均大于灌木样方，不同灌木群落类型的土壤有机碳密度有很大差异。土壤有机碳密度空间变异较大，呈从东南向西北递减的趋势，与该区域的降水梯度相一致。 (5)土壤有机碳密度大小和垂直分布与生物量、年降水、土壤含水率、土壤粘粒和粉粒含量显著正相关(P＜0.001)，但与年均温和土壤砂粒含量显著负相关(P＜0.001)。土壤有机碳密度与气候因子的关系随着土壤深度的增加而逐渐减弱，但与粘粒含量的关系则随着深度的增加而逐渐增强。地下生物量和年均温是决定土壤有机碳密度和垂直分布的主导生物因子和非生物因子。一般线性模型结果显示，在0-30cm，0-50cm和0-100cm土层，环境因素变量能够分别解释土壤有机碳密度空间变异的66.23％，66.59％和66.46％，并且在三个土壤层次中，气候要素对土壤有机碳密度空间分布的变异解释率均大于土壤质地要素。 (6)土壤有机碳密度的垂直分布随着土层加深而逐渐减小，0-20cm土壤有机碳密度占其1m深总量的比例最大为37.44％。以草本群落为主的草地与以灌木群落为主的相比其土壤有机碳垂直分布更集中于表层。表层0-20cm土壤有机碳密度占1m深总量的百分比高于我国和全球水平上的荒漠生态系统，说明研究区荒漠草地土壤有机碳的垂直分布和全国乃至全球的荒漠生态系统相比更加趋于集中在土壤表层。