在全球变暖的趋势下，碳在地球各圈层的循环与分配受到学界广泛关注。土壤有机碳库是陆地生态系统中最大以及最活跃的碳库，其固存和排放控制着大气-陆地生态系统间的碳交换和循环过程。在此背景下，土壤有机碳成为学界研究热点及重点。我国海岸线漫长，随着近年来滨海滩涂围垦不断推进，滨海滩涂成为重要的后备土地资源，在其开发利用过程中，土壤有机碳对土壤生产力有着重要影响，其变化以及调控也是全球碳循环过程的一部分。本文选择我国江苏省东台市滨海区域作为研究对象，通过研究江苏东台滨海滩涂自然原生演替、长期水旱轮作利用下土壤有机碳的演变，以及利用田间微区试验比较研究水旱轮作和旱旱轮作两种典型轮作方式下滨海滩涂土壤有机碳及理化性质差异，深入分析不同利用方式下滨海滩涂土壤固碳速率及影响因素。最后，通过开展保护性耕作措施对水旱轮作利用下的土壤增碳调控试验，研究耕作施肥等调控措施在滨海盐渍土固碳增汇方面的作用效果，以期能够为选择有效的管理措施来促进滨海盐渍土的固碳提供依据。本文主要研究内容和结果如下:　　1、原生演替下滨海滩涂土壤有机碳演变　　自然状态下滨海滩涂随着盐碱光滩-碱蓬-芦苇-獐茅草的演替序列进行，最终形成滨海草甸土景观。研究表明，滨海土壤围垦初期盐分水平极高，表层土壤盐分均值达到22.6 g kg-1，土壤容重较大(1.47 gcm-3)，结构性差，＞0.25 mm的水稳性团聚体含量几乎为0，土壤有机碳含量仅为1.029 kg-1，养分处于极贫乏状态。随着演替进行，土壤的盐分逐渐降低，地上生物量逐渐增加，土壤中＞0.25mm的各级水稳性团聚体含量也在逐步增长。到獐茅草阶段时，表层土壤盐分降到1-49kg-1，处于轻中度盐渍化水平，但在脱盐过程中伴随着pH上升的碱化趋势。土壤中＞0.25 mm的团聚体总量达到了49.5％，且土壤＞5.0 mm水稳性团聚体的碳保护能力约为演替前期（碱蓬草地）的十倍左右。总有机碳较演替初期增加了140％，土壤微生物量碳约为碱蓬草地的三倍。　　2、水旱轮作方式下滨海滩涂土壤盐分及有机碳演变规律研究　　通过对大面积长期水旱轮作地的土壤盐分和有机碳的空间分布特征研究发现，围垦时间越旱、离海距离越远，其土壤盐分水平越低，且盐分在各土层中的分布均呈东高西低的规律。2004年围垦、2005年开始耕作的水旱轮作地中，占面积47％的土壤有机碳水平处于极贫乏状态(＜3.59 kg-1)，53％处于贫乏状态(3.5～5.89 kg-1);而围垦于1995年，自1996年开始耕作的水旱轮作地，有41.8％处于极贫乏或贫乏状态;58.2％达到了适量等级(5.8～8.09 kg-1)。0-30 cm土层土壤有机碳与各层土壤盐分均呈极显著的负相关关系，且空间分布规律也呈相反趋势，表明滨海滩涂土壤的有机碳积累与土壤的脱盐水平密切相关。1995年围垦的水旱轮作地中土壤各级水稳性大团聚体的含量、土壤中活性碳库、惰性库以及土壤微生物量碳均较2004年围垦地均要偏高，且各级团聚体结合碳约为后者的1.6倍。　　3、水旱和旱旱两种典型轮作模式下滨海土壤有机碳变化　　研究表明，水旱轮作相比旱旱轮作更有利于滨海滩涂轻度盐渍化土壤的快速脱盐及降碱:在三年试验期内，水旱轮作方式lm土体盐分含量平均下降了30％，而旱旱轮作仅下降了10％。土壤pH值在水旱轮作方式下呈下降趋势，而在旱旱轮作下仍处于上升趋势。水旱轮作方式下土壤容重下降幅度更高，其田间持水量的增幅也较旱旱轮作方式高。两种轮作方式下表层土壤＞2.0 mm大团聚含量及土壤平均重量直径均随着耕作年限增加而增长，且在不施肥和施肥的情况下水旱轮作大团聚体含量相比旱旱轮作分别高出11％和26％，水旱轮作处理下土壤＞2.0mm粒级团聚体的碳保护能力约为旱旱轮作的2倍左右。　　两种轮作模式下土壤有机碳含量均有显著增高，相同处理下水旱轮作表层土壤有机碳增量约为旱旱轮作土壤增加量的1.8倍左右，且轮作方式对土壤有机碳的影响主要集中在表层。旱旱轮作方式下土壤的代谢熵显著高于水旱轮作，且与土壤盐分和pH表现出极显著的正相关，表明旱旱轮作方式下土壤较高的盐碱胁迫是土壤碳利用效率低的主要原因，不利于土壤有机碳的积累。　　4、典型利用方式下滨海土壤固碳速率及影响因素　　滨海滩涂围垦初期光滩地的有机碳密度较低，0-20 cm土层有机碳密度为0.27 kg m-2。原生演替前期的lm土体的土壤固碳速率为0.161 thm-2 a-1，演替后期可达到0.736 t hm-2a-1，其中0-20 cm的土壤速率为0.534 t hm-2 a-1，固碳速率随演替时间增长下盐分降低、养分增加、生物量增长而增大;土壤容重较高，且随着时间变化缓慢，是制约滩涂土壤固碳速率的一大因素。长期水旱轮作种植下，滨海滩涂水旱轮作地表层土壤平均固碳速率为0.64 t hm-2 a-1，1m土体平均固碳速率为1.07 t hm-2a-1。增施氮肥在水旱轮作和旱旱轮作两种方式下对促进滨海滩涂土壤的固碳水平均有显著作用。施肥处理下，水旱轮作、旱旱轮作的土壤固碳速率分别约为不施肥处理的2.70倍和2.59倍。而在相同的施氮水平下，水旱轮作方式下土壤的平均固碳速率约为旱旱轮作1.26倍。土壤pH对固碳速率的限制不因施肥量增加而异;而施肥水平增加的情况下，土壤容重对固碳速率的限制会有所缓解。此外，土壤中有机碳的积累量与大团聚体的形成有极显著的关系。　　5、保护性耕作对滨海滩涂土壤增碳调控研究　　冬季免耕处理下土壤的盐分、pH、养分水平以及团聚体等与常规耕作方式下无显著差异，但土壤的容重要高于常规耕作，是导致小麦产量低于常规耕作的主要原因。免耕处理下0-100 cm土层的固碳速率为0.54 t hm-2 a-1，低于常规耕作方式的0.77t hm-2a-1。　　商品有机肥施用下，土壤的盐分水平要显著高于农家有机肥，在三年水旱轮作利用下，其增加盐分的影响会逐渐降低。农家有机肥及商品有机肥均能降低滨海土壤pH水平，且商品有机肥效果更好。而在降低土壤容重、促进土壤＞2.0mm团聚体的形成、增加土壤养分水平以及提高土壤微生物量碳的作用上，农家有机肥较商品有机肥有更显著的效果。秸秆覆盖处理可以降低有机肥施用对土壤盐分的影响，但对其他理化性质的影响较无覆盖处理未表现出显著影响。　　在考虑外源碳输入的情况下，农家有机肥及秸秆覆盖处理下土壤的碳排放量远远高于其固定的量，以致使土壤成为碳排放源，而商品有机肥处理碳排放量较低，土壤仍能发挥碳汇功能。但若将土壤-作物作为一个生态系统整体考虑，农家有机肥及秸秆覆盖处理下由于其对作物生长的显著促进作用，作物秸秆中固定的碳远远高于常规耕作，使得生态系统的碳汇功能得以增强，而收获秸秆的合理利用方式将决定生态系统是否处于良性碳循环以及能否发挥固碳功能。　　整体研究表明，滨海滩涂土壤在缓慢的原生演替下，其土壤固碳速率会随着演替时间的增长而增加，但仍受到土壤盐分、养分以及板结状况的限制。农业耕作利用下由于投入了大量氮肥，增进土壤养分的同时，耕作措施对降低土壤容重，促进土壤排盐有积极作用，从而促进了土壤有机碳的积累。而相比旱旱轮作模式，水旱轮作方式由于能够加速滨海土壤的脱盐降碱、减轻土壤板结、促进土壤大团聚体的形成，对促进滩涂土壤固碳速率水平有明显优势。在土壤本底容重水平较高以及有机碳水平较低的情况下，免耕并不利于滨海滩涂土壤有机碳的积累。水旱轮作方式下商品有机肥与化肥配施较农家有机肥配施能显著降低土壤的碳排放量，在保持土壤固碳水平的前提下，能显著提高土壤-作物生态系统的固碳水平，因此，其在促进滨海滩涂水旱轮作地土壤固碳潜力上具有应用前景。