中文摘要：

土地沙漠化是土壤退化最普遍的形式之一。研究土地沙漠化过程中土壤机碳损失、动态及其机理，以及土地沙漠化逆转对碳存的效应是认识全球碳平衡、减少面估算不准确性的一个关键方面。本项研究以中国北方沙漠化发展严重的黑河流域中下游地区沙漠化土地为研究对象，采用长期定位观测与时空转换相结合的方法，研究土地沙漠化过程中土壤有机碳的衰减规律及其关键机理、不同程度沙漠化土地和荒漠草地土壤CO2释放通量及其与环境因子的模拟、土壤有机碳保持对土壤团聚体形成和减缓风蚀的作用，阐明土地沙漠化与土壤有机碳损失之间的互馈效应；研究荒漠草地因风蚀引起土壤有机碳在地域间的再分配和异质性特征，探讨荒漠化的生物学反馈机制。为准确估计沙漠化土地碳的损失及沙漠化土地防治对碳吸存潜力提供科学依据；为中国陆地生态系统碳循环研究提供基础数据和资料的积累。

结论摘要：

土地沙漠化是土壤退化最普遍的形式之一。土地沙漠化与土壤有机碳（SOC）损失的互馈关系及其机理的研究是揭示沙漠化的生物学过程的一个重要方面。在中国北方沙漠化发展严重的科尔沁奈曼地区和河西地区中部风沙沿线进行大量的调查和系统研究，揭示出沙漠化演变中SOC衰减的机理，一方面是富含量养分的细颗粒组分的物理吹蚀，土壤粘粉粒丧失1%，土壤有机碳含量平均下降0.169 g kg-1；另一方面是与沙粒结合的颗粒有机质形成量减少，沙漠化程度加重一级，颗粒有机碳含量平均下降0.43 g kg-1；沙漠化引起SOC的矿化损失和CO2的释放主发生在沙漠化的起始阶段；风蚀引起SOC的损失或在地域间的再分布，导致土壤性状空间变异性的增加；过度放牧和开垦是沙地草地沙漠化发生的动因，退化沙地草地开垦3年后SOC下降了38.4%；沙漠化土地的恢复治理有显著的碳固存效应，围封5年和10年的沙化草地较持续放牧草地土壤-植被系统碳分别增加了51.5%和13.9%；沙化土地退耕种植多年生苜蓿后，表层SOC含量显著提高，平均碳固存率为0.47 Mg/hm2 a；在风蚀区，土壤团聚体质量及其稳定性与SOC含量有显著的相关关系。