课题目标：面向大型生态工程固碳潜力及认证这一国家应对全球气候变化的重大需求，研究陕北生态系统碳循环和碳固存对退耕还林还草的时空动态响应及发展趋势，揭示陕北地区退耕还林工程固碳现状、速率及潜力；基于不同植被恢复及生态系统管理措施的固碳效应及固碳潜力，科学评估退耕还林草工程碳增汇减排的近期影响和长期贡献，评价退耕还林草工程对生态系统碳循环的调控能力。

研究内容：（1）陕北退耕还林(草)工程的生物固碳速率与潜力估算，（2）陕北退耕还林(草)工程的土壤固碳速率与潜力估算，（3）陕北退耕还林(草)工程固碳速率和潜力估算。

研究主要结论：针对评价陕北黄土丘陵区生态建设的效益和国家对生态工程建设效应评估的需求，以该区典型的6种主要植被生态系统为研究对象，采用生态学、土壤学等学科理论，分析了这6种生态系统的植被、土壤及生态系统的碳密度及其在各组分中的分配特征，并结合统计资料初步估算了陕北退耕还林还草工程总固碳储量。研究取得以下初步结论：

（1）6种植被类型生物量和含碳率差异较大，因植被类型和器官不同而不同。6种植被类型平均含碳率为42.03%，大小依次为乔木>灌木>草本。6种植被类型植被碳密度在3.89-11.51 t/hm2之间，大小依次为：侧柏>山杏>柠条>刺槐>沙棘>苜蓿。不同植被同一器官以及同一植被不同器官的碳密度差异较大，总体来说乔木的树干生物量和碳密度最大，灌木的枝条生物量和碳密度最大，苜蓿生物量和碳密度主要分布在根中。

（2）不同植被类型的土壤剖面有机碳含量和碳密度具有显著的剖面特征；各层碳含量差异较大，其值介于2.24-14.83gC/kg之间；平均碳密度在35.15-93.43 tC/hm2之间；由大到小依次为：沙棘林> 刺槐林> 苜蓿> 农耕地>山杏> 侧柏林> 柠条。

（3）6种植被类型生态系统碳密度为48.50-104.22 tCohm-2，其中土壤层的碳密度占整个系统比例最大，达61.69-95.77%，土壤层碳密度与植被层碳密度之比为22.64-3.24；不同植被类型各群落构成在植被层碳密度中比例不同，该区域3种乔木生态系统中碳密度以乔木为主，2种灌木林系统中碳密度以灌木碳密度为主。

（4）陕北退耕还林还草工程总碳储量为9843.03万tC，其中植被总碳储量为833.90万tC，土壤碳储量为9009.12万tC；不同植被类型系统总碳储量构成中，乔木林碳储量为7737.20万tC，灌木林碳储量为1520.87万tC，草本碳储量为584.96万tC。

该研究初步分析了陕北黄土丘陵区主要植被类型的碳汇效应及其分配格局，试探性的估算了该区域退耕还林工程以来的固碳总储量，为国家科学评估退耕还林还草的生态效益，以及国际履约谈判提供科技支撑提供了基础数据支撑。