山地草甸在减缓全球气候变化中具有不可替代的重要作用,其面积的增减、植被组成和质量状况、分布格局及引起的土壤储碳能力变化等均会对区域环境和全球变化影响很大。因此,研究山地草甸景观格局变化及其对土壤有机碳库的影响具有重要的理论价值和现实意义。本研究以江西省武功山山地草甸为研究区,以景观生态学和土壤生态学理论为基础,基于1995、2002、2010和2015年4期TM卫星遥感影像数据与样地试验数据,在“3S”技术支持下,针对20年来武功山山地草甸景观动态进行研究,并分析山地草甸退化的影响因素;基于景观格局分析对不同类型的山地草甸土壤碳储量进行研究,深入剖析山地草甸退化过程中的土壤碳库过程。研究结论如下:(1)草甸区景观格局时空动态研究:山地草甸面积减少,非草甸类面积增加,景观类型间相互转化频繁,转化面积占到了草甸区总面积的36.60%;各景观类型的动态度和面积变化趋势是一致的,质心皆有变化,山地草甸景观整体向东南方向偏移了70.96°大约394m。地形因子对草甸区景观格局影响显著(P<0.05),景观类型面积及所占比例皆随海拔、坡度、坡向呈现不同的分布规律。景观格局指数分析反映出山地草甸受到愈来愈多的干扰,非草甸类型优势度不断增加。在景观尺度下,研究区向破碎化、多样化发展,但景观异质性增加的趋势已有所减缓。(2)山地草甸植被覆盖度动态变化分析:分别从景观整体和风景区两个尺度分析,20年间山地草甸面积减少,植被覆盖度总体呈上升趋势,呈现东南高西北低的分布特征,其空间上退化与改善并存。金顶风景区草甸面积最大,植被覆盖状况最好,20年间植被覆盖度呈改善趋势;九龙山风景区植被覆盖度变动较剧烈,总体为上升;发云界风景区植被覆盖状况偏低,总体呈轻微改善趋势。山地草甸分布格局和地形因子存在较高的相关性(P<0.05),植被覆盖度随着坡向、坡度和海拔的变化而呈规律性的变化。采用气候因子和人为因子进行山地草甸植被覆盖度动态变化的影响因素分析。结果表明气候因子中降水和气温对武功山山地草甸生长均有显著影响(P<0.05),受年降水量影响要大于年均气温;游人的增加不利于草甸的生长和植被斑块的延展,并且促进了景观的多样化和破碎化;过度放牧、农业开垦等人为干扰也是影响草甸长势的重要原因。但景区的规范管理与生态修复工程有助于植被与土壤的恢复。(3)山地草甸土壤有机碳密度的分布规律:从剖面上,上层土显著高于下层土(P<0.05)。整个土层(0-40cm)有机碳密度介于2.07-13.17kg/m~2之间,远低于高寒草甸土壤的有机碳密度。山地草甸不同覆盖度类型之间的土壤有机碳密度皆差异显著(P<0.05),高覆盖度区域最高,中覆盖度区域次之,低覆盖度区域最低。不同风景区之间的比较显示,金顶风景区高于九龙山风景区,发云界风景区最低。结果表明山地草甸地上植被覆盖和土壤的储碳能力存在较高的相关性。(4)响应山地草甸景观变化得到的土壤有机碳库及其年际变化特征:1995年土壤有机碳储量为294.66×10~3t,20年间山地草甸景观整体土壤有机碳储量呈降低趋势,至2015年减少了17.27×10~3t,呈现弱碳源现象。20年间随景观格局的变化有不同的碳源碳汇转化。以测定的3个风景区高覆盖草甸土壤的固碳能力为估算基准,设定3种情景对土壤固碳潜力进行了估测。九龙山风景区实行禁牧,武功山山地草甸将增加土壤有机碳储量为3.64×10~3t;旅游业、畜牧业和生态农业的干扰力度都降低为原来的50%,整个山地草甸土壤有机碳储量将增加11.56×10~3t;最理想的生态恢复模式,即全面禁止研究区旅游业、畜牧业及农业的影响,整个研究区山地草甸土壤固碳潜力为23.11×10~3t。