青藏高原农田生态系统独特而且脆弱,其土壤质量不仅直接制约该区域粮食安全和农业可持续发展,而且影响生态系统稳定性,与青藏高原生态屏障,生态安全调控作用的发挥密切相关。土壤碳是土壤质量的核心内容,有机碳、无机碳库的大小和演变决定着土壤质量发展的方向。研究青藏高原农田土壤质量与土壤碳库的内在特征及演变机制,对于认识青藏高原在全球碳物质循环中的作用意义重大。本研究以位于青藏高原东部农业区,连续开展26年的长期定位试验为基础,对土壤质量（土壤物理、化学、微生物性质）特征和变化进行研究,评价土壤质量、查找关键因子;研究土壤有机碳、无机碳发展演变规律及固碳机制。采集青藏高原东部农业区九县一市农田土壤剖面样品并对其进行研究,利用第二次土壤普查数据资料和近年来实测数据资料,探究该区土壤碳库在长期耕作与施肥条件下的变化;估算当前土壤有机碳、无机碳库规模,揭示土壤碳库的时空分布特征和规律。此外,还对青藏高原东部农田土壤固碳影响因素进行了研究。主要研究结果如下:（1）长期施肥与耕作下,青藏高原东部农田土壤物理、化学、微生物学性质均发生变化。单施化肥,土壤性质改善不明显,土壤性质改善不明显,而在施化肥基础上进行秸秆还田对土壤质量改善显著。施化肥基础上秸秆还田较单施化肥,增加耕层土壤>0.25mm团聚体含量33.4¹23.4%,降低土壤容重1.2⁷.1%,提高土壤含水量4.7¹3.5%,同时降低土壤紧实度。在N、P化肥基础上秸秆还田能够显著提高土壤CEC、有机质、轻组有机质、速效N、P、K及全量N、P、K养分含量;在N、P化肥基础上增施无机K肥并秸秆还田能提高土壤N、K养分含量,尤其提高速效钾含量最高可达2.6倍;增施无机K肥或秸秆还田与NPK肥配合较之与NP肥配合,对土壤肥力提高的幅度不大,甚至土壤有机质、轻组有机质、P含量有降低。在N、P化肥基础上,增施无机K肥提高了Cu、Fe元素有效性,秸秆还田提高了Zn、Mn元素有效性。施用化肥并秸秆还田增加了土壤中碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及可培养微生物数量。细菌数量在施化肥并半量秸秆还田条件下增加,真菌、放线菌数量在施化肥基础上随着秸秆还田量的增加而持续增加。不同施肥造成了土壤微生物性质的分异,改变了土壤微生物数量的季节变化。在青藏高原土壤条件下增施无机K肥对土壤微生物性质可能存在负面影响。（2）建立了青藏高原东部农业区土壤质量评价最小数据集（MDS）:碱解氮、Cu、Zn、全P、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、粘粒含量、pH、CEC共计10个土壤因子,这些因子即为影响该区土壤质量的关键因子。权重大于10%因子权重排序为:全P>Zn>Cu>碱解氮>蔗糖酶>CEC。长期不同施肥方式NP、NP+50%ST、NP+100%ST、NPK、NPK+50%ST、NPK+100%ST的土壤质量综合指数（SQI）依次为47.9、49.5、50.0、47.8、51.6、52.6。（3）经过20多年的耕作与施肥,青藏高原东部农田耕层土壤有机碳（SOC）呈现上升的变化,而SOC库储量（PSOC）因耕地面积下降而降低。1980年代九县一市不同土类、土种上共计316个土壤剖面耕作层SOC含量为1.6⁶6.4g/kg,平均值为10.6g/kg。2006²007年湟中县农田421个耕层土壤样点SOC含量为3.0³5.2g/kg,平均值为12.25g/kg,比1980年代提高了16.0%。长期定位试验2014年耕层不同处理SOC含量比试验初始（1992年）上升了10.4³4.0%。1980年代全区耕地面积711751.6hm²上耕层PSOC为21.9 Tg。2006²007年湟中县55266.7 hm²耕地面积上PSOC为1.9 Tg,明显低于1980年代124880.7hm²耕地面积上耕层PSOC总量4.0Tg。青藏高原东部农田0-100cm土壤剖面SOC密度（SOCD）为63.60-367.36 Mg/hm²,无机碳密度（SICD）为200²25Mg/hm²。估算当前青藏高原东部农业区33.3万公顷农田面积0¹00cm土层PSOC为44.26Tg,无机碳库储量（PSIC）为553.8Tg,为PSOC的12.5倍。长期不同施肥能够显著提高SOC（p<0.01）,尤其是在化肥基础上进行秸秆还田对SOC提高的贡献较大,且随着秸秆还田量的增加而增加。长期定位试验SOC含量增幅施用化肥为10.4¹7.4%,施用化肥并秸秆还田为21.2³4.1%。单施化肥SOCD年增长率为0.10⁰.41 Mg/hm²/yr,施用化肥并秸秆还田SOCD的年增长率为0.22⁰.85 Mg/hm²/yr。长期不同施肥对SIC的影响较小（p>0.05）。（4）SOC、SIC含量在剖面不同土层的分布存在显著差异（p<0.05）。SOC在0-20cm土层出现“表聚”现象,在0⁴0cm土层,随着土层深度的增加逐渐降低,在40-60cm土层达到最低,之后在60¹00cm基本趋于稳定并略有回升。SIC在0⁶0cm土层内,随着土层深度的增加而逐渐增加,在40⁶0cm达到峰值,随后随着土层深度的继续增加又逐渐下降。长期不同施肥对0²0cm耕层土壤SOC存在极显著影响（p<0.01）,而对纵深土层SOC没有明显影响,对各个土层SIC均不存在显著影响（p>0.05）。（5）青藏高原东部农田SOC分布不均,整体呈现北高南低,中部、南部低,其余四周高的分布格局。大通县、互助县东北部以及湟源县南部和湟中县北部,是高含量SOC主要分布区。互助县中南部、乐都县、华隆县、湟源县西北部、大通县西部SOC含量次高。民和县、循化县东北部、平安县、湟中县北部土壤耕层SOC含量较低。西宁市及周边地区SOC最低。SOC在不同土类中的分布,从大到小排列为黑钙土>沼泽土>人为土（灌淤土和新积土）>北方红土>潮土>栗钙土>灰钙土。在不同海拔和地貌农田中分布排序为:高海拔>低海拔>中等海拔,脑山>川水>浅山。青藏高原东部农田SIC含量分布极不均匀,表现出与SOC大致相反的分布趋势。（6）长期定位试验耕层（0²0cm）>0.25mm水稳性大团聚体占水稳性团聚体总量51.68%,<0.25mm微团聚体占水稳性团聚体总量48.32%,而土壤耕层以下（20⁴0cm）,微团聚体构成比例超过大团聚体2倍左右,使土壤团聚体特征转为以微团聚为主。两个土层大团聚体以>5mm、0.5⁰.25mm、1⁰.5mm团聚体居多。总C含量在大团聚体中分布较高,微团聚体中较少,在耕层团聚体中分布大于20-40cm土层。总C在耕层不同粒径水稳性大团聚体中含量分布由大到小排序为:2¹mm>5² mm>1⁰.5 mm>0.5⁰.25 mm>大于5mm,在20⁴0cm土层水稳性大团聚体中含量分布排序与此相反。总C含量主要富集在>5mm、0.5⁰.25mm、1⁰.5mm粒径大团聚体中,这些粒径团聚体成为土壤碳固定的主要场所。球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）含量和SOC、大于0.25mm水稳性团聚体(WSA-R_0.25)含量存在显著的正相关关系（p<0.05）,表明GRSP在土壤团聚体结构形成和土壤有机碳团聚体稳定以及增加土壤有机碳库具有重要作用。长期施用化肥造成土壤微团聚体比例增加,大团聚体比例减少;而在施化肥基础上进行秸秆还田,能够扭转这种趋势,使土壤中大团聚体增加,微团聚体减少,有利于土壤碳在大团聚体中的保存。在化肥基础上施用秸秆还田对于土壤碳固持的贡献大于单施化肥。施肥与耕作、土地利用方式变化、土壤类型、特殊气候和地理位置是青藏高原东部地区农田土壤有机碳固定的主要影响因素。