土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,在调节全球气候变化方面有着巨大的作用,它的动态变化和空间分布对土壤的质量有重要的指示作用。农田土壤有机碳库在保持土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都有着重要的作用和意义。土壤有机碳（SOC）普遍存在空间异质性,SOC的时空变异性随着农业发展和土地利用管理的要求,受到越来越多地关注。精准地估算SOC以及分析其时空变异性和影响因素至关重要。农田土壤有机碳库不是一个孤立的生态系统,受到自然环境和人为因素的共同影响。区域尺度下,各种因素彼此之间存在着密切联系,人为因素作为影响农田土壤碳库变化的能动性因素,难以量化,在某一时期可能超过自然因素成为影响区域农田土壤有机碳库变化的主导因素,这一过程较为漫长,因此研究长时间尺度下人为因素对SOC空间变异的影响更为重要。以往关于大尺度耕地土壤剖面有机碳密度研究主要考虑环境条件,很少考虑开垦历史,尤其是很少考虑百年以上的长时间序列开垦年限。本研究选择东北三省耕地为研究对象,根据历史时期耕地的重建数据,修正历史时期耕地分布格局,获取耕地的开垦年限,在此基础上,基于目的性采样方法布点,采集233个剖面1173个土壤发生层样品,借助遥感、地理信息系统等工具,采用统计学方法和模型法对东北地区长时间尺度下0-100cm深度土壤有机碳含量的空间变异特征和影响因素进行了研究,进一步揭示了不同开垦年限下农田SOC变化规律,阐明自然因素和人为因素对农田SOC的影响,在此基础上,对表层SOC含量和1m剖面土壤有机碳密度（SOCD）进行了预测制图,以期更好地了解人类活动对SOC的影响,为合理制定农田土壤保护和管理政策、促进土壤碳固定提供科学依据。研究主要结论如下:（1）通过对前人学者重建的300年来历史耕地数据集进行整理分析,厘清东北地区自清朝、民国时期与伪满洲国时期和新中国成立后至今的东北地区耕地数量变化和空间分异性并对其进行订正和更新,选取重要历史事件引起耕地变化的时间断面,结合研究区内生态系统的演替,将东北地区耕地开垦年限划分了7个时段,分别为T1（2005-2015年）、T2（1978-2005年）、T3（1949-1978年）、T4（1895-1949年）、T5（1815-1895年）、T6（1715-1815年）、T7（1644-1715年）,由此得到东北地区近300年来土地开垦历史时序图,并在此基础上对该区域耕地资源变化特点和驱动力进行了分析。（2）对影响东北地区农田SOC的因素进行统计分析结果表明,该地区SOC含量与年均温之间显著负相关,与年均降水量之间则显著正相关;海拔较低的平原地区SOC高于低丘地区;随着开垦年限的延长,SOC的含量随之降低;以上影响因素对土壤表层（0-30cm）SOC的影响明显大于对土壤亚表层（30-50cm）和底土层（50-100cm）。（3）通过建立增强回归树（BRT）模型,开垦年限可以解释76%的表层SOC变异性,所有变量中开垦年限的相对重要性达到23%。中国东北地区过去300年的耕地开垦过程中,整个区域耕地表层SOC损失率约为45%,从北到南SOC的含量呈下降趋势。（4）以土壤发生学知识为基础,结合所有变量,采用等面积样条函数和BRT模型预测东北地区耕地土壤100cm内剖面SOCD的分布。作为影响农田SOC空间分布的一个关键变量,开垦年限加入到SOC制图中更好地提高了预测精度,为区域土壤有机碳库的估算和农业管理提供依据。