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整合农业生物地球化学模型(DNDC)与农业地理信息系统数据库(GIS)，利用土壤、气象与作物管理资料应用模型模拟了中国西北地区具有代表意义的陕西省及黄土高原地区2000年作物生长发育和土壤碳循环，实例探讨了耕作管理对西北地区旱田土壤碳储量的影响，评价模型在气候变化、土壤性质及农业耕作管理措施对土壤碳动态影响的预测能力。论文首先选择了8个跨不同气候带、自然地理，耕作制度显著差异的点位分别进行模拟，对比实测值与模拟值，验证模型移植到中国地区的适应性，并通过敏感性试验分析影响模型模拟的主要敏感因素。区域模拟使用灵敏系数分析法，分别采用敏感因子的最大、最小值使模型在模拟每一单位面积内每一种轮作时运转模型，最终产生一个土壤有机碳变化的范围值，土壤有机碳变化的最大可能真实值就包含在这一范围内。分析模拟结果可以得出以下结论：
1)DNDC模型能够在中国跨越不同气候带、土壤类型和耕作制度的不同地区模拟农田土壤有机碳的长期动态变化；
2)敏感性分析试验结果一方面揭示了通过改革耕作管理措施来增加土壤有机碳储量的可能性.另一方面也表明土壤有机碳变化对某一些影响因素更敏感。环境因子中，温度和土壤初始有机碳含量是决定土壤有机碳固定的主要敏感因素，在耕作管理方式影响因子中，土壤有机碳变化对秸秆还田率和有机肥施用量最敏感；
3)2000年陕西省农田土壤总有机碳储量(0-50cm)约为103 Tg C，SOC含量在全省基本在0.003-0.02 kg C/kg范围内波动。陕西南部地区，尤其秦岭南麓一带山区气候温暖湿润，土壤肥力相对较高，SOC含量较高(0.01-0.02 kg C/kg)，陕北地处干旱半干旱气候区，SOC含量全省最低(<0.004 kg C/kg)；
在2000年的气候、土壤和耕作管理条件下，陕西省3百万公顷农田土壤是一个大气CO2源，每年向大气释放0.5 Tg C；将作物秸秆还田率从当前的15％增加到50％或者90％能使陕西农田土壤从大气CO2源转变为碳汇，每年分别固定0.7或2.1 Tg C；增施有机肥500 kg C/ha也使陕西农田土壤转变为一个较弱的汇，每年可固定碳0.2 Tg；
4)黄土高原地区2000年14.5百万公顷农田土壤总有机碳储量(0-50cm)约为372 Tg C。耕作土壤碳含量总体水平不高，空间差异明显，不同地区SOC含量分布不均，SOC含量在全区基本在0.003-0.028 kg C/kg范围内波动。SOC含量在高原东部和南部地区较高，中部和北部地区最低；
2000年低养分输入的耕作管理使黄土高原大部分地区SOC表现为负增长，是一个大气CO2源，全区每年向大气释放2.3 Tg C。增施有机肥处理农田SOC储量明显得到了增加，全区由碳源转变为净的碳汇，平均每年多固定4 Tg C。提高作物秸秆还田率影响了黄土高原地区农业土壤SOC的动态变化规律，当秸秆还田率从15％增加到50％，黄土高原地区耕作土壤SOC储量平均每年增加1.8 Tg C；当增加到90％秸秆还田全区SOC储量年变化范围为1.1-10.2 TgCyr-1，使黄土高原耕作土壤转变为一个大气CO2汇，平均每年多固定5.65 Tg C；
5)升温预测表明，黄土高原地区农作物对全球变暖的反应敏感，升温对土壤有机碳动态影响显著，土壤有机碳年变化率随温度升高而降低。