湿地生态系统的土地利用/覆被变化对全球碳循环的影响是全球气候变化研究的重要科学问题。为了评估南四湖近40年的土地利用类型变化及其对土壤有机碳储量的影响,揭示湿地开垦为水稻田和旱地后不同开垦历史和不同深度的土壤有机碳的动态变化,本研究以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽湿地、人工湿地、水产养殖区、水稻田和旱地中采集表层(0～20 cm)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,以及土壤理化性质(含水量、容重、pH、土壤质地、速效磷、轻组氮和重组氮),并通过计算得出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量,得到如下结论:(1)受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积显著减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)则持续增加。(2)与沼泽湿地0-20 cm深的土壤相比,人工湿地中的溶解性有机碳含量增加了 17%,而水产养殖区中的溶解性有机碳含量减少了 39%,人工湿地和水产养殖池中的重组有机碳含量分别增加了 50%和8%。人工湿地和水产养殖区的重组有机碳含量增加,这主要是受人为碳输入的影响。人工湿地的溶解性有机碳含量高于沼泽湿地,而沼泽湿地的轻组有机碳含量高于人工湿地,分析显示人工湿地的微生物对溶解性有机碳利用率较高,而沼泽湿地的植物残体更为丰富。(3)湿地开垦为水稻田后,重组有机碳含量增加了 72%,而湿地开垦为旱地后,重组有机碳含量减少了 62%。水稻田和旱地的溶解性有机碳和轻组有机碳含量都有所下降。在水稻田中,表层土壤(20 cm)中的轻组有机碳和重组有机碳含量显著高于其下层土壤(20至60 cm),旱地中并无此变化。这些发现表明水稻田可以通过重组有机碳的积累来固定土壤有机碳。而耕种10年后,水稻田中的重组碳含量随粘土含量的减少而下降了 22%,表明水稻田需要促进粘土的积累,以增强稻田土壤中的碳固定。沼泽湿地开垦为水稻田增加了土壤有机碳的固定,而沼泽湿地开垦为旱地减少了土壤有机碳的储量。(4)随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽湿地表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了 921.58×103t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×103t。为了减缓天然湿地减少对土壤碳储量造成的影响,应提倡退耕还湿。从农田固碳的角度出发,水稻田有较大的农业减排潜力。综上所述,南四湖区1978-2018年来天然湿地面积显著减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)则持续增加。从沼泽湿地向水稻田的转变增加了土壤有机碳的固定,而从沼泽湿地向旱地的转变减少了土壤有机碳的储量。由于天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年显著降低,自然湿地碳汇功能下降甚至成为碳源。本研究对理解南四湖湿地沉积物中碳储量变化以及土地利用变化的影响提供了科学依据,对湿地的碳核算,以及湿地管理和碳增汇具有重要意义。