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我国草地面积广阔、种类丰富,是重要的陆地生态系统碳库。草地生产力和土壤碳是草地生态系统碳库的主要组成部分。近几十年来,我国的主要草地在气候变化背景下出现大范围退化,严重制约草地生态系统碳汇功能。因此,为了明确气候变化对草地生态系统碳库的影响,揭示生产力和土壤有机碳对未来不同温室气体排放情景的响应,本文基于CENTURY模型,以青藏高原高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和内蒙古温性草甸草原、温性典型草原、温性荒漠草原为研究对象,分析1960~2015年草地生产力和土壤有机碳变化及其对气候变化的响应,模拟未来(2016-2099年)不同温室气体排放情景下,草地生产力和土壤有机碳在不同时段的变化特征。主要结论如下:(1)CENTURY模型多种参数本地化的结果表明,该模型适用于我国主要草地生产力和土壤有机碳模拟。其中地上生产力的拟合验证决定系数为0.40~0.72,土壤有机碳拟合验证决定系数为0.75~0.94。(2)我国主要草地气温在1960~2015年呈上升态势,年均最低气温是增幅最大的指标,对不同草地类型而言,高寒草甸最低气温增幅最高,有0.61℃/10a。不同未来情景下RCP 8.5情景增温大于RCP4.5情景,高寒区域增温2.2~4.1℃,温带区域增温4.4~7.4℃。降水在1960-2015年呈现较大波动,各类型草地降水变化不尽相同,其中高寒草原2000年后比1990-1999年平均增加35 mm,而温性草甸草原同期相比减少达到46 mm。对于不同未来情景,RCP8.5情景降水多于RCP4.5情景,高寒荒漠到世纪末增加5%~10%,温性草甸草原在RCP4.5情景下无显著变化趋势,在RCP8.5情景下到世纪末较基准时段增加9%~32%。(3)1960~2015年,我国不同类型草地的生产力变化趋势不尽相同,其中高寒草甸持续增加,2000年后增长率达到9.9g/m~2/10a。温性草原在1960~2000年波动强烈,最大增减率分别为40.9g/m~2/10a和-35.6g/m~2/10a。不同未来情景下,各类型草地生产力均有增加,且RCP8.5情景下生产力更高,高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠平均可达143 g/m~2、95 g/m~2、19 g/m~2,温性草甸草原、温性典型草原、温性荒漠草原平均可达310 g/m~2、244 g/m~2、68 g/m~2。(4)1960~2015年,高寒草原土壤有机碳显著下降(R~2=0.79)。高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠、温性草甸草原、温性典型草原、温性荒漠草原的活性土壤有机碳分别占总量的0.98%、0.82%、0.74%、1.74%、1.63%、1.65%,慢性土壤有机碳占比分别为59.71%、58.57%、50.43%、55.26%、59.69%、62.82%。不同未来情景中,高寒区域不同类型草地土壤有机碳均明显增加,而温带地区不同类型草地均有所降低,其中高寒荒漠增幅最高,达到3.0%(RCP4.5),温性典型草原降幅最大,为-3.6%(RCP8.5)。比较分碳库变化发现,温性典型草原(-2.9%,RCP8.5)和温性荒漠草原(-4.4%,RCP8.5)活性有机碳呈下降趋势;其余类型草地活性土壤有机碳均有所增加,其中高寒荒漠增幅最高,达到6.0%(RCP8.5)。对土壤慢性有机碳而言,高寒区域不同类型草地均有不同程度增加,而温带区域不同类型草地则呈下降趋势,其中最高变幅出现在高寒荒漠和温性典型草原,分别达到5.8%(RCP4.5)和-5.8%(RCP8.5)。