不断排放的CO2和CH4等温室气体加剧了全球温室效应,引起了以气候变暖为标志的气候变化,造成了气候恶化等生态问题。全球气候变暖带来的气候环境恶化成为目前面临的主要环境问题,如何减少空气中温室气体的排放以及深入研究有关陆地生态系统碳循环以及碳源和碳汇等问题,成为当今探索气候变化的重点问题。然而,土地作为人类活动的主要载体,农作物的大量耕种,让农田生态系统成为温室气体主要的碳源和碳汇,农作物在利用光合作用以及一些人为活动直接或间接的吸收CO2的同时,也通过农作物本身、土壤的呼吸作用以及农业生产投入所带来的化石燃料等原料的消耗间接的向大气释放CO2。并且随着人口的增加、人类生活质量的提高,不得不增加耕作强度,农田生态系统将产生越来越多的碳排放量。在如今倡导低碳减排的背景下,研究如何实现农田生态系统固碳增汇成为农业领域亟需解决的重要问题。以2003-2012年潍坊市数据资料为基础,收集潍坊市10年间主要农作物的产量值、种植面积以及农业生产投入过程中有关农药、化肥、农膜、农机、柴油以及灌溉的使用数据,对潍坊市农田生态系统的碳源和碳汇状况进行系统分析。研究结果表明:(1)对2003-2012年潍坊市农田生态系统碳排放和碳吸收总量进行分析,农田生态系统碳源大于碳汇,10年碳吸收总量达到21735.98万t,碳排放量达到160743.96万t,碳排放总量与碳吸收总量的比值为1:7.4,且农田生态系统碳吸收量和碳排放量的增长率分别为10.69%和7.02%。考虑碳排放强度以及碳吸收强度,碳排放强度增长率从2003年的0.055%减少到2012年的0.048%,而碳吸收强度的增长率从2003年的1.18%增加到2012年的1.98%。碳吸收强度相对于碳排放强度明显较高,表明潍坊市农田生态系统具备一定的碳汇功能。(2)对12种主要的农田作物进行研究后发现,蔬菜、玉米、小麦对农田生态系统的贡献较大,所占比例分别为73.31%、12.31%和11.68%。(3)蔬菜作为主要的碳汇作物,其比例为73.31%,从6种不同碳排放途径进行分析,农田灌溉是主要的碳源,所占比例为87.32%。10年间,蔬菜的碳吸收量呈现出先减少后增加的趋势,由于粮食作物带来的经济效益较低,一些农户选择利用高经济效益的蔬菜等经济作物取代低经济效益的粮食作物。其他作物的碳吸收量量相对较小,占碳总吸收量的2.66%。农业生产投入的六种碳排放途径中,碳排放比例中农业灌溉比例最重,2012年农业灌溉的碳排放量占碳排放总量的86.48%,随着不断增加耕地有效灌溉面积,农田灌溉碳排放得到增长;同时由于潍坊市提倡有机、绿色食品的生产,农药和化肥的使用量逐渐减少,二者造成的碳排放数量也逐渐减少。(4)10年间潍坊市农田生态系统净碳汇均小于0,农田生态系统为碳源系统,且碳汇量变化趋势呈现三阶段波动变化。同时,碳汇强度整体呈现波动减少的状态,由于近几年种植面积的逐渐加大引起了净碳汇的增加,碳吸收小幅度递增,且碳排放量也表现出一定程度的增加。由于碳排放总量远远超过了碳吸收总量,说明潍坊市能源消耗所占的比重较大,也同时反映出潍坊市农田生态系统碳排放和碳吸收的极度不平衡。虽然灌溉的使用,使得潍坊市保证了较高产量的蔬菜供应,但是削弱了农田生态系统的碳汇功能,这种形势不容乐观。(5)碳足迹减幅为0.221万hm2,碳足迹由38.990万hm2减少到38.769万hm2,整体呈现递减的趋势。碳足迹与生态生产性土地面积的比例较低,比值为1.456%。碳足迹强度10年的均值达到0.14 hm2/万元,且农田生态系统每增加1万元的产值可以制造0.14 hm2的碳足迹。潍坊市农田生态系统碳足迹强度数值较低,反映出潍坊市农田生态系统在能源利用方面效率较高,碳足迹效益也较高。2003-2012年间,碳足迹与该区域的生态承载力的差值均为负值,潍坊市农田生态系统依旧处于碳生态盈余状态。(6)土地利用方式、农作物产量和农业生产投入在影响潍坊市农田生态系统碳源和碳汇的因素中是最主要的三个因素;同时,气候条件和降水量以及不同的农作物种植种类和土壤条件都是影响碳源和碳汇的因素。