农田土壤有机碳容易受到强烈人为干扰并可在较短时间内进行调节,对大气CO2具有“源”和“汇”的双重功能,它的碳收支研究对于实行“固碳减排”政策和履行《巴黎协定》公约具有重要意义。旱地占我国农田总面积的70%以上,在固定大气CO2方面发挥着重要的作用。本研究以模拟生物地球化学过程较为成熟的DNDC (DeNitrification and DeComposition)模型为例,选择属于黄淮海平原的一部分——江苏北部(简称“苏北地区”)29个县(市)390多万hm2旱地作为研究区,利用该地区最新建立的高精度1：5万大比例尺土壤数据库模拟2010-2039年IPCC报告中规定和常见的多种气候变化情景分析,并分析未来不同气候变化处理下旱地土壤有机碳的变化规律,研究结果可为我国黄淮海地区早地应对未来气候变化和制定合理的固碳减排措施提供理论依据。主要研究结果如下：1、2010-2039年常规处理情景模拟结果表明,苏北旱地保持当前的农业管理和近30年的气象资料不变,未来呈现强烈的“碳汇”作用,固碳总量为41.76 Tg,年均增幅在50-780 kg C hm-2之间,平均固碳速率为355 kg C hm-2y-1。苏北早地各土类未来30年平均固碳速率大小排序为：潮土(372 kg C hm-2 y-1>紫色土(367 kg C hm-2y-1)>盐土(345kg C hm-2y-1)>褐土(344 kg Chm-2y-1)>砂姜黑土(333 kg C hm-2y-1)>棕壤(324 kgC hm-2y-1)>石质土(210kg C hm-2y-1)>石灰土(175 kg C hm-2 y-1)、其中,石灰土和石质土的初始有机碳含量对年均固碳速率影响最大,变异解释度在84.1%-97.9%；盐土和潮土年均固碳速率受黏粒含量影响较大,变异解释度为30.9%-47.3%；棕壤和紫色土年均固碳速率较高主要与较大的氮肥和有机肥的施用量有关；褐土和砂姜黑土年均固碳速率较高主要与黏粒含量较高和初始有机碳较低有关。2、温度、降雨、CO2以及氮沉降10种气候情景下苏北旱地2010-2039年的土壤有机碳年均固碳速率大小为：氮沉降浓度增加2.0倍(373kg C hm-2y-1)>氮沉降浓度增加1.0倍(365kg C hm-2y-1)>CO2浓度升高2.0倍(364kg C hm-2y-1)>CO2浓度升高1.0倍(360kg C hm-2y-1)>降雨量减少20%(359 kgC hm-2y-1)>CO2浓度升高0.5倍(357kg C hm2y-1)>常规处理(355kg C hm-2y-1)>氮沉降浓度减少一半(348kg C hm-2y-1)>降雨量增加20%(345kg C hm-2y-1)>温度升高2℃(326kg C hm-2y-1)>温度升高4℃(291 kg C hm-2y-1) 。总体来看,未来30年苏北早地在不同气候变化情景下均呈“碳汇”效应,但与常规处理相比,氮沉降浓度减少一半、降雨量增加20%、温度升高2℃和温度升高4℃有机碳年均积累速率均在降低。3、T1P1(温度升高2℃降雨减少20%)、T1P2(温度升高2℃降雨增加20%)、T2P1(温度升高4℃降雨减少20%)和T2P2(温度升高4℃降雨增加20%)4种情景下土壤有机碳固碳总量分别为39.10 Tg C、3/.39Tg C、34.69 Tg C和33.64TgC,年均有机碳增幅变化范围分别在：74-649 kg C hm-2 y-1、 63-643kg C hm-2 y-1、92-536 kg C hm-2 y-1和84-518kg C hm-2y-1之间,年均固碳速率分别为332kg C hm-2y-1、 318 kg C hm-2 y-1、 295 kg C hm-2 y-1和286 kg C hm-2y-1。总体来看,未来30年苏北旱地土壤有机碳在4种不同温度和降雨量情景组合处于“碳汇”状态,但其有机碳年积累速率均呈下降趋势,且在T2P2情景下年均有机碳积累速率最低。4、从不同气候情景下2010-2039年苏北旱地土壤年均固碳速率的影响因素分析结果来看,初始有机碳和黏粒含量是苏北旱地土壤年均有机碳的最主要的影响因素。Pearson简单相关分析中,不同气候情景下初始有机碳含量与年均固碳速率呈较强的负相关关系(p<0.01),相关系数在-0.478～-0.562之间,而黏粒含量与年均固碳速率呈正相关关系(p<0.01),相关系数在0.199～0.325；进一步多元线性回归分析表明,不同气候情景下黏粒含量和初始有机碳对苏北旱地年均固碳速率的变异解释均较高,分别在27.6%-39.2%和22.8%-31.5%之间,而容重和pH值对年均固碳速率影响均较小。因此,在以后该地区的有机碳模拟中首先保证黏粒含量和初始有机碳的输入精度,以提高模拟结果的准确度是非常必要的。