陆地生态系统是地球系统的一个重要组成部分，加强不同类型陆地生态系统碳循环研究对于深刻理解陆地生态系统在全球变化科学研究中的地位和作用具有十分重要的意义。目前，我国有关陆地生态系统碳循环的研究主要集中于森林和农田。近年来，我国有关草地生态系统碳循环的研究也广泛开展并逐步深入，但研究区域主要集中于内蒙古及松嫩平原典型草原、青海高寒草原和高寒草甸草原，其他地区仅见零星报道。温带荒漠草原作为我国草地生态系统的一个重要类型，其面积约占我国北方草地总面积的47％，而目前我国有关温带荒漠草原碳循环的研究是个空白。因此，加强此种草地类型碳循环的研究对于全面清晰的了解我国不同陆地生态系统类型碳循环驱动机制及其源汇现状具有重要的科学意义。　　 本研究以中国科学院鄂尔多斯沙地草地实验站为研究基地，以静态箱—气相色谱法为主要技术手段，以鄂尔多斯荒漠草原三种不同退化阶段群落本氏针茅、油蒿、油蒿+牛心朴子为主要研究对象，结合生物地球化学和生态学的相关研究方法，于2006年和2007年对三种群落的土壤呼吸特征、水热因子影响及群落净初级生产力(NPP)进行了连续两个生K季的监测，深入分析了不同退化阶段群落碳通量的变化规律及水热因子的控制机制，并对各群落的碳源汇现状进行了计算，较为全面的揭示了我国温带荒漠草原不同退化阶段群落的碳源汇特征及其与环境因子的耦合机制。通过对三种不同退化阶段群落土壤呼吸日变化、季节变化及群落NPP的长期定位观测，主要得到以下几个方面的认识：　　 1)温带荒漠草原典型群落(油蒿群落)在不同物候期土壤呼吸日变化特征相似，均表现为昼高夜低的特点，通量最大值通常出现在白天的13：00左右，通量最小值则出现在夜间的22：00至凌晨4：00。土壤呼吸日变化中，通量均值通常出现在上午的9：00至11：00。不同物候期中，除营养生长期外(21-22Jun)，其它物候期土壤呼吸日变化均受气温或地温的显著影响。　　 2)温带荒漠草原不同退化阶段群落(本氏针茅、典型油蒿、油蒿+牛心朴子)土壤呼吸季节变化特征相似。生长季初(5月)和生长季末(10月)，土壤呼吸速率较低，生长季中期(6月-9月)土壤呼吸速率较高，土壤呼吸速率的峰值均出现在7月至8月。不同年份土壤呼吸的动态变化存在差异。干旱年份(2006年)土壤呼吸变化均呈单峰型，而湿润年份(2007年)土壤呼吸变化波动剧烈。干旱年份，不同退化阶段群落土壤呼吸速率变化受气温或表层土壤水分单一环境因子的显著影响，而湿润年份，土壤呼吸速率变化受气温和表层土壤水分的协同作用，不受某单一环境因子的显著控制。不同退化阶段群落，土壤呼吸通量也存在差异，未完全退化的草地群落(本氏针茅)土壤呼吸通量高于沙化后的灌丛群落。在生态系统水平上，温带荒漠草原土壤呼吸通量的变化易受到土壤氮素变化的影响，而在区域水平上，干旱半干旱地区土壤呼吸通量的变化易受到土壤有机碳变化的影响。　　 3)荒漠生态系统中，降雨是影响土壤呼吸的一个重要因素。在降雨的激发下，土壤呼吸速率在短时间内迅速升高。通过模拟小降雨(3mm)实验表明，小降雨对温带荒漠草原(油蒿灌丛群落)土壤呼吸的激发作用存在时效性。在雨后30分钟内，土壤呼吸速率通常升高至最大值，达116.07～285.25mgm-2h-1，然后在48小时内恢复至本底水平。降雨前后土壤呼吸速率的变化和土壤含水量的变化保持同步。此外，油蒿灌丛群落中，土壤呼吸的激发效应存在一定的空间差异。在相同降雨强度下，灌丛下土壤的激发效应通常强于灌丛间土壤。土壤呼吸激发效应的这种空间差异主要决定于灌丛下和灌丛间土壤碳氮含量的不同。　　 4)温带荒漠化草原中，不同退化阶段群落碳源汇特征不同。本氏针茅群落作为鄂尔多斯温带荒漠草原的顶极群落，表现为一个较强的碳“源”，年均释放碳量为47.47gCm-2，而沙化后形成的油蒿及油蒿+牛心朴子灌丛群落表现为一个较强的碳“汇”，两群落年均固碳量分别为58.57和38.54gCm-2。对比三群落的生物量现存量，发现沙化后的灌丛群落生物量现存量远远高于退化的本氏针茅群落。在植被演替过程中，生态系统植被碳储量呈“n”字型变化曲线，即本氏针茅群落沙化后形成油蒿灌丛群落，生态系统植被碳储量增长至最高；如果油蒿灌丛群落进一步退化，生态系统植被碳储量将下降。植被退化过程中，生态系统土壤碳含量逐渐降低。三群落中，本氏针茅群落土壤碳含量最高，退化最严重的油蒿+牛心朴子群落土壤有机碳含量最低。