自工业革命以来，大气中的CO2浓度由于人类活动影响迅速增加，已经并仍将对陆地生态系统产生深远影响。至今关于大气CO2浓度升高对生态系统影响的研究已经有很多，但是有关湿地系统的研究还非常少。稻田是地球上最大的人工湿地系统，探讨大气CO2浓度升高对稻田系统的影响，不仅可以增强我们对未来气候变化趋势的认识，而且还可以为未来气候背景下稻田系统的科学管理提供理论参考和技术途径。为此，本研究借助于国际唯一的人工湿地稻麦复种FACE（Free Air CO2 Enrichment）试验（位于江苏省江都市，始于2004年），2007年水稻生长季对其土壤生态系统的矿质养分、速效养分、总有机碳和总氮进行了动态监测和研究。主要研究结果如下：
　　 1.大气CO2浓度增加提高了稻田土壤中有效钙、有效镁的浓度，显著提高了土壤有效硅浓度(P＜o.01)，三者分别平均提高了10.49％、5.9％、13.44％。随着水稻生育进程的延续，大气CO2浓度增加条件下，稻田土壤中有效钙含量在水稻生育旺期提高最大，比对照平均提高了19.28％，初期最小，提高了3.59％，而后期提高了12.95％;土壤有效镁在后期提高最大，为13.63％，初期提高最小，为0.025％，而旺期则提高了10.12％;土壤有效硅在水稻生长前期提高最大，平均提高了15.97％，生长后期提高最小，为5.42％，而在水稻生育旺期提高了10.49％。不同生育时期之间稻田土壤有效硅浓度差异显著(P＜0.01)。
　　 2.大气CO2浓度升高降低了水稻生长前期和后期稻田土壤中铵态氮、速效磷、速效钾的浓度，在水稻生育旺期提高了土壤中这些速效养分的浓度。稻田土壤中铵态氮浓度在水稻生长初期和后期，FACE条件下比对照分别降低了35.6％、26.09％，而在水稻生长旺期提高了81.7％；土壤中硝态氮浓度在水稻返青期和孕穗期比对照降低了23.93％、2.16％，其余时期分别增加了2.98％、39.23％、8.76％；稻田土壤中速效磷浓度在水稻生育初期、后期分别比对照降低了20.36％、23.33％，但在作物生长旺期速效磷的浓度比对照增加了13.6％。稻田土壤中速效钾的浓度在FACE条件下水稻生育初期、后期分别比对照降低了16.42％、31.60％，在水稻生育旺期比对照增加了3.91％。大气CO2浓度升高对稻田土壤中速效钾的影响显著(P＜0.01).
　　 3.大气CO2浓度升高提高了稻田土壤中总有机碳、总氮的含量，且对总氮的提高效应大于总有机碳。与对照相比，大气CO2浓度升高使稻田土壤中总有机碳、总氮分别平均提高了10.70％、6.89％。在水稻不同生育阶段，大气CO2浓度升高对总有机碳提高的效应表现为在水稻生育旺期最大，平均提高了21.54％，生育初期和后期分别提高了4.23％、4.93％。大气CO2浓度升高对总氮来说最大提高效应在水稻生长旺期，平均提高了14.56％，生育初期和生育后期分别平均提高了4.89％、4.93％。在水稻不同生育期之间稻田土壤总氮含量存在显著差异(P＜o.01)。
　　 总之，大气CO2浓度升高提高了稻田土壤矿质养分、有机质的含量，而速效养分在水稻不同生育期其影响不同。上述结果表明，大气CO2浓度升高可能通过稻田生态系统与周边水域的物质交换，而影响稻田生态系统碳氮循环和土壤生产力、周边水环境质量及人类健康。