作为目前全球最大温室气体排放国和人口大国，中国面临着农田土壤退化和粮食安全的双重威胁，而土壤有机碳是土壤肥力的核心，所以迫切需要探求有效的措施来提高我国的碳储量和粮食产量。施肥和秸秆还田不仅是我国目前提高粮食生产的重要农作措施，也是《京都议定书》中认可的固碳减排途径。因此科学估算施肥及秸秆还田对我国农田的固碳减排潜力，提出与旋肥和秸秆还田搭配合理的农作措施对我国“藏粮于土”计划及全球减排谈判有着重要意义。本文以国内典型长期定位试验数据为研究基础，采用Meta分析方法定量分析对不同情况下施肥和秸秆还田对中国农田土壤碳储量、温室气体排放及产量的影响。探讨有效的与施肥和秸秆还田配合措施，并估算出不同情况下我国农田土壤的固碳、减排及增产潜力。主要成果如下:　　(1)相对于不施肥，施肥可显著提高农田土壤的有机碳储量，施肥总体上对稻田甲烷排放无显著影响，降低旱地甲烷吸收达15％，增加全球增温潜力(global warming potential，GWP)78％，且显著增产91％。施肥对农田固碳、温室气体排放及产量的影响受试验地区、轮作措施及试验年限等因素的限制。在西北和华北土壤基础养分较低的农区中施肥固碳和增产效果好于基础养分较高的东北和南方农区。总体来讲，氮肥对农田固碳和增产的贡献高于磷肥，磷肥又高于钾肥。相对于不施肥，少量施肥可促进稻田甲烷排放(50-100 kg N ha-1)，而多量施肥可抑制甲烷排放(200-250 kg N ha-1)。玉米(Zea mays)田和小麦(Triticumaestivum)田的氧化亚氮排放因子分别为1.00和0.94％，而稻田(Oryza sativa)氧化亚氮排放因子较低(0.51％)。施肥增加的GWP表现为旱地高于稻田。当前的施肥情况我国每年可固碳33.2 Tg C，按固碳角度优化施肥后，我国农田每年可固碳56.17 Tg C。而按优化氮肥利用率的角度优化施肥，我国农田每年可减排GWP达-3.99-4.37 Tg CO2-C eqvyr-1。　　(2)相对于不施秸秆，秸秆还田可显著提高中国农田的碳储量，显著增加稻田甲烷排放105％，减少甲烷吸收11％，增加旱田(3-27％)及降低稻田氧化亚氮排放(4-23％)，且每年增产0.8％。秸秆还田量、还田类型、轮作制度、试验地区及试验年限均显著影响固碳、温室气体排放及增产水平。在经历耕作及较严重碳流失的地区（东北和西北地区）进行长期大量的粉碎秸秆还田更利于土壤固碳。秸秆还田后，甲烷排放量从高到低依次为中稻＞晚稻＞早稻，且与秸秆的碳氮比呈正相关。而相对于秸秆直接还田，腐熟的秸秆导致较高的旱地氧化亚氮排放。秸秆还田增加的GWP表现为稻田高于旱地。秸秆还田后，西北和华北地区的增产水平高于东北和南方。在缺水及较低土壤养分的地区施加秸秆的增产水平高于初始养分较高的地区，尤其是水稻-水稻轮作中增产较少。秸秆还田每增加1 kg ha-1的土壤有机碳储量可增产44 kg ha-1。单季和双季秸秆全部还田每年分别可固碳57.77和64.29 Tg Cyr-1，增排143.97和181.82 Tg CO2-C eqvyr1，及增产406.91和482.49万tyr-1。　　(3)在当前的实际施肥水平下，中国农田为净增排14.68 Tg CO2-Cyr-1，而采取优化施肥后每年不仅净减排达11.57 Tg C，还可增加0.88亿吨粮食产量。单季秸秆还田和双季秸秆全部还田情景下我国农田的净增排分别为86.23和119.33 Tg CO2-C eqvyr-1，其中华北、东北、及西南地区秸秆还田后可有效减排，减排潜力在4.95至12.37 Tg CO2-C eqvyr--1之间，而由于秸秆还田显著增加稻田甲烷排放，以水稻为主的种植区表现为净增排，增排潜力在80.77至103.84 TgCO2-C eqvyr-1之间。从全国尺度来看，单季和双季秸秆还田的增温潜势分别为固碳量的2.48和2.83倍。　　因此，未来我国农田应科学确定最优施肥量，而不同地区秸秆还田应区别对待，因地制宜。旱田中秸秆可直接还田即可达到增产减排作用，而稻田中应施加碳氮比较低的沼渣还田，以确保稻田土壤的固碳和减排。