本文选取重庆市垫江县为研究区域,收集该区域的土壤利用现状、土壤类型分布以及土壤理化指标(2006～2007年测土配方施肥数据和第二次土壤普查数据)数据等资料,在GIS技术支持下,建立数据库,探讨农田耕层土壤基本理化特征,估算垫江县农田土壤有机碳储量,分析该区域内不同类型农田土壤有机碳累积现状,揭示近30年来垫江县农田土壤碳库的演变趋势,预测垫江县农田土壤的固碳潜力,并结合农田管理现状调查,提出适宜垫江县农田土壤碳管理的建议性策略,具体研究结果如下:　　 (1)垫江县农田土类(紫色土、水稻土、黄壤和冲积土)中,水稻土的耕层容重相对较低,紫色土的耕层容重变幅较大,极值为1.04～2.19g/cm3,全距达到1.15g/cm3。垫江县农田耕层土壤的pH为4.00～8.60,各农田土类的pH波动区间基本一致;另外,耕层土壤中,除有效磷含量中等外,碱解氮、速效钾含量都较缺乏,与第二次土壤普查相比,碱解氮和速效钾均有所减少,特别是速效钾的降低幅度最大。　　 (2)77.63%的垫江县农田土种的有机碳含量在6～14g/kg之间,面积分布比例为94.13%,可见垫江县农田土壤有机碳含量整体不高。全县农田土壤中,91.89%的旱地土种有机碳含量在6～14g/kg之间;在有机碳含量为6～18g/kg区间内,随着有机碳含量增加,水稻土土种数量则呈增加趋势,旱地土种分布则正好相反,尤其在有机碳含量为14～18g/kg区间内,水稻土土种数为10个,而早地土种仅有1个。紫色土土种的有机碳含量仅分布在6～14g/kg区间内,高碳土种主要属于水稻土和黄壤土类。　　 (3)垫江县农田土壤耕层有机碳密度为2.44kg/m2,其中旱地耕层有机碳密度为2.34kg/m2,水田有机碳密度为2.57kg/m2,明显低于重庆市和全国的平均水平,表明垫江县旱地和水田土壤耕层还存在很大的增碳空间。从土类来看,其耕层有机碳密度的高低顺序依次为:黄壤(3.03kg/m2)＞水稻土(2.57kg/m2)＞冲积土(2.51kg/m2)＞紫色土(2.29kg/m2)。　　 (4)垫江县不同类型农田土壤D0-20/D0-100的高低顺序依次为:紫色土(0.55)＞黄壤(0.40)＞冲积土(0.27)＞水稻土(0.24),表明早地土类的耕层有机碳密度占0-100cm土体有机碳密度的比重较水稻土高,即早地土类下层(20-100cm)土体有机碳密度占0-100cm土体有机碳密度的比重较水稻土低,其中紫色土下层比重最低,其有机碳主要集中在0-20cm表层。由此可见,旱地土类下层(20-100cm)土体中有机碳累积效应明显较水田土壤差,尤其在紫色土中表现最为显著,这也进一步表明,同旱地土壤相比,水田土壤有机碳的累积优势不仅仅局限在耕作层,其下层有机碳累积效应也非常值得关注。　　 (5)垫江县农田0-20cm土体有机碳总储量为2494.57×109g,0-100cm土体有机碳总储量为7173.15×109g;水田和早地0-20cm土体有机碳储量分别占0-20cm土体有机碳总储量的44.95%和55.05%;水田0-100土体有机碳储量为4579.45×109g,占全县农田0-100cm土体有机碳总储量的63.84%,远高于早地0-100cm土体有机碳储量占总储量的比例(36.16%)。可见,虽然垫江县水田分布面积仅占全县耕地面积的42.68%,但其0-100cm土体储藏了近2/3的农田土壤有机碳,是垫江县最重要的农田碳库。　　 (6)在垫江县农田中,就0-20cm耕层来说,黄壤的有机碳存储能力最强,其次为水稻土,紫色土最弱;若考虑0-100cm土体的储碳能力,水稻土则明显强于其他类型土壤,尤其是紫色土,其0-100cm土体有机碳丰度仅为59.68:除紫色土耕层和0-100cm土体的有机碳丰度指数较低外,其余土类均高于全县农田土壤的平均水平。可见,作为垫江县农田土壤中分布面积最大的土壤类型,紫色土应该是垫江县农田增碳措施实施的重点对象,其中提高紫色土下层的固碳量是切实增强紫色土碳储能力的关键。　　 (7)对比垫江县同源的旱地和水田土壤之间有机碳累积差异发现,对于垫江县绝大部分农田土属来说,在促进农田土壤有机碳累积方面,水耕稻作要明显优于旱作。由此可见,利用方式是影响垫江县农田有机碳储量的重要因素,要想增强垫江县农田的碳汇功能,合理调整和选择农田利用方式是一个重要的调控思路:另外,在垫江县,若要想通过旱地改水田来增加农田碳储量,选择紫色冲积土、矿子黄泥土和红棕紫泥土等土属实施,增碳效果会更加明显。　　 (8)自1980年以来,近30年的人为扰动对垫江县农田耕层有机碳累积的影响是正面的,使得垫江县农田耕层有机碳储量增加了224.88×109g,这主要得益于红棕紫泥土、棕紫泥土、灰棕紫泥土等3个紫色土土属和紫色冲积水稻土、棕紫色水稻土等2个水稻土土属耕层有机碳储量的增加。就土类而言,自第二次土壤普查以来,除黄壤外,其他土类的耕层有机碳密度均有增加趋势,其中冲积土增幅最大,其次是紫色土为18.45%,水稻土仅为4.11%。　　 (9)若以2006年耕层有机碳密度和储量为基点,保持现有旱地和水田面积不变,垫江县农田0-20cm耕层土壤密度和储量的增加潜力分别为2.59kg/m2和2648.74×109g,密度增幅达到106.18%,表明垫江县农田耕层仍具有巨大的固碳潜力。其中,耕层增碳潜力主要存在于紫色土和水稻土中,两者的储量潜力分别占全县总储量潜力的53.63%和43.25%;就土属来说,灰棕紫泥土、红棕紫泥土、灰棕紫色水稻土、红棕紫色水稻土等耕层有机碳密度和储量的增加潜力较大。因此,垫江县耕层管理方式调查与增碳措施实的重点应放存紫色土和水稻土上,尤其是灰棕紫泥土、红棕紫泥土、灰棕紫色水稻土、红棕紫色水稻土等土属。