土壤有机碳（SOC）是影响农田土壤肥力的重要指标,其对农艺措施及人类干扰变化敏感,SOC库变化又对气候环境产生重要的影响,SOC组分变化比SOC总量能够更好的反映农艺措施对土壤的影响机制,是评价农艺措施优劣的关键因素。冀西北坝上农田土壤沙化、有机碳含量低是影响农业可持续发展的关键问题。本文通过对冀西北坝上不同种植模式下SOC组分及碳库管理指数（CPMI）变化分析,进一步对有机肥施用量、肥水耦合管理、地膜覆盖对土壤SOC组分影响进行模拟试验,利用SOC分级方法,计算土壤CPMI,确定冀西北坝上地区保水保肥、防治土壤退化的可持续发展农艺措施。研究结果如下:（1）通过冀西北坝上7种植模式农田SOC组分分析,以坝上残留草地为对照计算CPMI结果表明,冀西北坝上农田SOC含量在8.97～31.97 g·kg^-1之间,土壤活性有机碳（ASOC）在7.63～13.44 g·kg^-1之间,增施有机肥或改善农田小气候能提高SOC和ASOC含量、降低CPMI、增加微生物量及酶活性;施用无机肥能降低SOC和ASOC含量、降低CPMI,降低微生物量及酶活性;充分灌溉能提高SOC和ASOC含量、降低CPMI;粗放经营能降低SOC和ASOC含量、提高CPMI、降低微生物量碳及酶活性。（2）通过有机肥用量温室内模拟试验结果表明,不同有机肥用量的SOC含量在9.67～41.97 g·kg^-1之间,CPMI在38.92～100之间。随着有机肥用量的增加,ASOC各组分含量均呈递增趋势,但所占有机碳比例下降,CPMI随着有机肥用量的增加呈先降后升趋势,在坝上沙壤土农田有机肥施用量为2 t·hm^-2时CPMI最低,土壤保肥效果最好。（3）通过碳水耦合室内模拟试验结果表明,随着有机碳含量和土壤含水量的增加ASOC含量升高。在低碳（土壤有机碳含量为0.5%）和中碳（土壤有机碳含量为4%）条件下SOC组分L-LOM占比最高,在高碳（土壤有机碳含量为8%）条件下SOC组分N-LOM占比最高,土壤CPMI在20.40～209.83之间,高碳中水（田间最大持水量的50-60%）时CPMI最低,在高碳中水条件下土壤保肥能力较高。（4）通过不同覆膜宽度田间模拟试验结果表明,不同覆膜处理SOC含量在14.86～31.34 g·kg^-1之间,土壤CPMI在84.11～261.9之间,SOC和ASOC含量大小顺序为膜上>膜侧>膜间,覆膜内能显著增加SOC含量,随着覆膜宽度的增加CPMI呈先降后升变化,60（膜宽）:50（膜间宽）的覆膜方式CPMI最低,保肥效果较好。综上所述,冀西北坝上地区针对土壤退化、碳库下降等问题,应该增施有机肥,配施无机肥,并适量灌溉,加强肥水管理,种植归还率高的作物,部分农田可采用保护性栽培设施,农田需覆膜时可采用膜宽:膜间宽为60:50的覆膜方式,进而降低CPMI,提高土壤对有机碳的保持能力。