基于区域尺度的土壤有机碳库研究是陆地生态系统碳循环的重要内容，对于估算国家尺度土壤碳库储量和动态变化，以及研究土壤特别是农田土壤的固碳潜力都具有重要意义。　　 本文以第二次全国土壤普查数据为基本资料，从土壤有机质的含量入手，研究了中国土壤有机碳含量的变异性和空间尺度的关系，并以各省为基本空间单元分析了影响土壤有机碳含量变异性的主要因素。通过对耕地和非耕地土壤有机碳数据的分类分析，明确了农业开垦对土壤有机碳含量的影响，并通过回归分析探讨了大尺度下耕地和非耕地有机碳含量变异性差异的主要影响因素，从而为建立在区域水平上评价土壤有机碳含量或储量水平及其变化提供了参考。另外，本文还利用期刊文献中的数据估算了20年来中国农田土壤有机碳贮量的变化，并根据不同的施肥方式给出了不同的理论变化值。　　 中国土壤有机碳含量的变异性随空间尺度和空间单元划分方式而变化，结果表明，以土壤剖面为单元，随着土壤剖面数的增加，土壤有机碳含量的变异系数增大；行政区域尺度单元内部土壤有机碳变异程度大于单元间土壤有机碳含量的变异程度。以土壤分类单元为空间单元，土类内的有机碳含量变异程度小于土类间的变异程度。随着统计单元空间尺度的增大，土壤有机碳含量与土壤性质之间的相关性减弱。因此，采用网格法或行政区划分空间区域，获得空间区域单元内土壤有机碳含量或贮量的精确估算需要较多的剖面，但外推至数据不足的空间区域时，估算的不确定较小；采用土壤分类单元为空间区域单元，结果则相反。　　 基于各省空间单元的结果表明，对于所有土壤来说，有机碳的回归方程为SOCpa=-0.51+0.79Clay+39.37TP+0.03P/T-18.9Pcp，式中SOCpa，Clay，TP，P/T和Pcp分别指各省有机碳含量平均值，粘粒含量，全磷含量，年均降雨量和温度的比值以及各省耕地比例，这些变量能够解释土壤有机碳含量变异性的75％;估算一个地区平均土壤有机碳含量水平时，耕地开垦比例是一个不容忽视的重要因子，可以单独解释地区间土壤有机碳含量变异的30％。影响耕地土壤有机碳含量地区间变异性的主要因素是土壤性质，而影响非耕地土壤有机碳含量地区间变异性的主要因素是气象变量而非土壤性质。另外，从耕地土壤有机碳回归方程中只有粘粒含量一个变量，并只能解释有机碳含量24％的变异可以推论，影响耕地土壤有机碳含量地区间变异的因素需要更多地考虑农田耕作中的管理方式如施肥、灌溉、耕作方式以及作物根茬残留物处理等等。　　 通过对耕地和非耕地的数据对比分析，结果表明，全国耕地土壤有机碳平均含量(13 g·kg-1)只有非耕地土壤(25.63 g·kg-1)的50.7％，平均减少了49.3％；而在耕地土壤中，水田土壤有机碳含量要比旱地土壤平均高出5.06 g·kg-1。从土壤有机碳含量的变异性来看，耕地土壤要小于非耕地，而在耕地中水田要小于旱地。结合耕地和非耕地面积，估算出耕地和非耕地表层土壤碳库分别为4.48和55.54Pg，合计60.02Pg;同时根据耕地和非耕地有机碳含量的差异，得到由于耕地的开垦而损失的有机碳量估算结果为4.98Pg。　　 自第二次土壤普查20年以来，中国农田土壤表层有机碳总体呈增长趋势，141个县市的年均变化率平均达到0.08 g·kg-1·y-1；没有任何外源肥料投入的对照处理年均变化速率平均为-0.06 g·kg-1·y-1；在施肥处理中，土壤有机碳含量增长最低和最高的处理年均变化速率平均分别为-0.008 g·kg-1·y-1和0.29 g·kg-1·y-1，而施用化肥NPK的处理年均变化速率为0.05 g·kg-1·y-1。按照具体县市农田有机碳年变化率以及耕地面积推算，自第二次全国土壤普查以来，中国农田表层土壤有机碳贮量增加了305 Tg;如果没有任何外来肥源的投入，过去20年来全国大陆农田表土有机碳贮量会减少418.73 Tg；在施肥的情况下最多会下降99 Tg，最高可以增加1.56Pg，其中如果按纯施用化肥NPK处理推算则会增加208 Tg。土壤有机碳年均增长速率最高的施肥处理往往都是化肥和有机肥配合施用，因此这将成为中国农田土壤固碳的一个重要措施，特别对于过去20年来呈下降趋势的黑土、褐土、白浆土、暗棕壤等土壤类型尤为重要。