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大气CO2浓度升高引起的全球气候变暖等一系列全球性生态环境问题已经受到人们的普遍关注。农业生态系统中的碳库不仅是全球碳库的一个重要组成部分，而且是其中最活跃的部分之一，寻求将能源消耗中排放的碳在农业中重新收集与固定已经成为国际上共同努力的趋势。从农业经营管理上来说，保持农业的可持续发展并发挥农业土壤的碳固定能力，对于全球粮食供应与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义。中国是世界上重要的农业大国，农田栽培管理措施对中国农田土壤固碳作用的影响已经受到了广泛的关注。本研究在搜集和整理全国典型的农业长期定位实验站的数据的基础上，分析了施用化肥、施用有机肥、秸秆还田和免耕四种管理措施下土壤固碳速率的地区差异及其影响因素，然后通过自建经验公式分别估算与评价了在这四种措施下中国农田土壤的固碳能力与固碳潜力，最后通过计算碳泄漏和有效固碳能力(潜力)，分别评价了它们的有效性与可行性。研究结果如下：
(1)施用化肥土壤固碳速率与氮肥施用量存在显著相关关系，其中在东北旱作一熟区(I)固碳速率随着化肥N施用量的增加而减少，而在北方旱作两熟区(II)和东南部水田两熟三熟区(III)固碳速率随着化肥N施用量的增加而增加，且增施单位氮肥土壤固碳速率增量(III)区>(II)区。在(I)、(II)、(II)和西北旱作两熟区(IV)采用秸秆还田固碳速率均随着年秸秆还田量的增加而增加。在(I)、(II)、(III)和(IV)区施用有机肥土壤固碳速率也均随着有机肥年施用量的增加而增加。采用免耕土壤固碳速率也存在明显的地区差异，表现为(III)区>(II)区>(I)区。
(2)目前通过施用化肥、秸秆还田、施用有机肥和免耕，对我国农田土壤碳增加的贡献分别为40.51(10.13-70.89)、23.89(5.97-41.81)、35.83(8.96-62.70)、1.17(0.50-2.22)Tg/a，合计101.4(25.56-177.62)Tg/a，是我国目前能源活动碳总排放量的13.3％。全国平均固碳速率，施用化肥为380.78(95.20-666.37)kg/ha/a，北方普遍较低，东南部地区较高；采用秸秆还田为224.62(56.16-393.09) kg/ha/a，东北地区最高，从北向南有逐渐递减的趋势；施用有机肥为316.11(79.03-553.19)kg/ha/a，北方普遍较低，其中尤以我国西北地区和内蒙古自治区更低，东南部地区较高；采用免耕为284.55(121.67-539.03)kg/ha/a。
(3)通过提高化肥施用量、秸秆还田量、有机肥施用量和推广免耕，我国农田土壤固碳潜力分别可达94.91(47.46-142.37)、42.23(10.56-73.90)、41.38(10.35-72.42)、3.58(2.17-6.09)Tg/a，合计182.1(70.54-294.78)Tg/a，是我国目前能源活动碳总排放量的23.9％。全国平均固碳潜力，通过提高化肥施用量、秸秆还田量和有机肥施用量分别可达892.07(446.04-1338.11)、397.07(99.27-694.87)、371.77(92.94-650.60)kg/ha/a。
(4)农田管理措施在施行的过程中会产生非二氧化碳温室气体的排放，如N2O(施用化肥和秸秆还田)，也会带来额外的燃料消耗。因此，在现状情景下，扣除碳泄漏的抵消作用后，施用化肥、秸秆还田、施用有机肥和免耕四种措施所产生的有效固碳能力分别为-67.29、21.07、35.83、1.23 TgC/a；在增加化肥施用量、秸秆还田量、有机肥施用量和推广免耕情景下，扣除碳泄漏后的有效固碳潜力分别可达-83.79、34.44、41.38、3.77 TgC/a。可以看出，作为固碳措施施用化肥是不可行的，而秸秆还田、施用有机肥和免耕具有较大的有效固碳能力和潜力，因此是可行的。对于可行的固碳措施，有效固碳潜力总计可达79.59TgC/a，是我国目前能源活动碳总排放量的10.4％。