放牧强度如何影响草原碳汇？希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险
在全球碳循环的宏大网络中，草原是沉默却关键的“碳仓”。它覆盖了地球陆地面积的三分之一，储存着约34%的陆地有机碳，对维持气候稳定、生态平衡和生物多样性具有不可替代的作用。
然而，随着放牧压力的不断增加，这一“碳仓”正面临被重新塑造的风险。在我国北方地区，放牧是草原利用的主要方式。适度放牧可以促进牧草更新、提高土壤养分循环效率，被视为维持草原生态系统活力的重要手段。
但另一方面，过度放牧会导致植被退化、土壤板结、碳储量下降，甚至触发荒漠化过程。
近期，一项发表在《Journal of Environmental Management》上的研究，以内蒙古的希拉穆仁草原为对象，通过长期的野外实验，深入揭示了不同放牧强度如何像一只“无形的手”，影响着地上的植被和地下的碳循环。
图1.研究框架
研究方法：一场持续六年的放牧强度实验
实验设计：从2018年起至采样年份，每年5月1日至10月31日进行连续放牧。
CK（对照组）：完全不放牧，让草地自然恢复；
LG（轻度放牧）：每公顷每月1.5只羊；
MG（中度放牧）：每公顷每月3.0只羊；
HG（重度放牧）：每公顷每月4.5只羊；
采样区设置：每个放牧强度样地选择九个采样点，设置0.5 m × 0.5 m的样方测定植被盖度；
监测方法：
采集不同深度（0-10 cm、10-20 cm、20-40 cm）的土壤样本，分析土壤容重、孔隙度、含水量、土壤酶活性及氮、磷、钾的含量等数据；
土壤碳通量的测量使用了PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统（北京理加联合科技有限公司），该系统结合温度传感器进行长期监测。该测量系统能够精准测量不同放牧强度下的碳通量变化，支持连续、无人值守的土壤碳流动监测，帮助研究人员捕捉土壤碳的日变化与季节动态。
图2. 植被覆盖度（%）和植物有机碳含量（%）
图3. 土壤碳通量和温度。
图4. 土壤碳组分含量和土壤碳储量。
图5. 土壤有机碳（SOC）含量和碳氮比。
图6. 相关性图，分段结构方程模型（SEM）展示了植被、土壤养分、酶活性、土壤环境指标和土壤碳通量对土壤碳组分的影响。红色和蓝色实线分别表示显著正相关和负相关关系，黑色虚线表示非显著关系。线宽表示效应显著性的程度，*表示P < 0.05，**表示P < 0.01，***表示P < 0.001。
主要发现
植被：放牧强度决定“草”的命运
轻度放牧刺激草地更新，中度放牧平衡生物量与碳积累；
重度放牧显著降低植被覆盖度（下降37.7%），但植株碳含量反升——说明植物在“压力”下重新分配了碳资源。
土壤：结构与养分的再平衡
总氮含量（TN）在重度放牧下降低30%，但钾（AK）显著上升；
适度放牧区的β-纤维素酶活性提升超过15%，表明碳分解–再生循环被唤醒。
碳储量：中度放牧比较“划算”
土壤有机碳储量（SOC）随放牧强度增加而上升；
中度放牧（MG）使SOC储量提高13.8%，C:N比提高77.5%，说明此强度下碳积累相对稳定、碳循环效率较高。
研究结论与管理建议
1、连续6年放牧实验表明：草原碳储量随放牧强度先增后稳，中度放牧是有效平衡点。2、适度放牧可增强土壤酶活与碳固定能力，促进植被碳氮循环。
3、过度放牧会破坏地表结构，减少活性碳组分，削弱草原碳汇功能。4、推荐管理策略：
· 实施中度放牧（约3只羊/公顷·月）；
· 结合季节性轮牧与适时休牧；
· 动态监测土壤碳通量与SOC储量，以碳汇提升为目标优化放牧制度。
科学放牧，不仅关乎牧民的生计，更关乎地球的呼吸
发表期刊：Journal of Environmental Management【影响因子：8.4】
研究单位：山东农业大学、黄河流域土壤-水-森林-草地生态保护协同创新中心等
研究地点：内蒙古自治区北部达茂旗东南部的希拉穆仁典型荒漠草原
使用设备：PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统
