为了量化煤田工作面开采对农田生态系统碳循环的扰动影响,保护矿区生态环境,实现采煤沉陷区农田生态系统的可持续发展,本文以山西省晋煤集团某矿区为例,选泽由煤矿开采活动引起的地表沉陷区为实验区,选择与沉陷区土壤理化性质和农田管理措施基本一致的农作区为对照区,通过采样实验和长期观测,对DNDC模型在本区的适用性进行了验证,并利用修正后的模型对沉陷区和对照区的农田生态系统碳循环过程进行了模拟和预测,系统地分析了采煤沉陷区对农田生态系统的扰动影响,并运用模型预测了采煤沉陷区不同坡度下的农田产量和温室气体排放量,且据此提出了针对采煤沉陷区的农田管理措施。主要结论如下:(1)DNDC模型能够较好地模拟研究区的农田生态系统碳循环过程。(2)采煤沉陷区与对照区相比,其土壤有机碳含量、植被NPP、土壤CO2排放量和土壤甲烷吸收量都呈现下降趋势,而土壤侵蚀碳流失量则显著上升,表明采煤沉陷区土壤总体上呈现失碳效应。(3)对采煤沉陷区不同坡度下的产量和温室气体排放量进行研究,发现当沉陷坡度大于12°时,坡面作物产量下降迅速,且单产增温潜势急剧上升,因此,本文提出应将采煤沉陷坡度控制在12°以内,以减小采煤沉陷坡面对产量和温室气体排放的影响;同时综合考虑产量和单产增温潜势,提出了适合采煤沉陷坡面的低碳高产的农田优化管理措施,即将常规施肥量提高到306 kgN/ha,耕作深度由原来的耕深20 cm提高为30 cm,秸秆全部还田。