煤炭开采作为一种强烈的土地干扰活动,对矿区农田碳循环和作物有着严重的扰动影响。为了保护农田土壤有机碳,提高土壤生产力,促进煤炭开采区农业的可持续发展和生态环境的改善,本文以典型的压煤小流域——长河流域为例,运用DNDC模型模拟分析了 2015—2016年长河流域农田土壤有机碳储量、作物产量、CO2和CH4等温室气体的时空变化,并系统的分析了煤炭开采对农田土壤有机碳、作物产量、CO2和CH4排放的扰动影响。在此基础上,以冬小麦为例,对流域农田的低碳耕作优化进行调控模拟。主要得到以下结论:(1)DNDC模型的本地化验证结果显示,模型的模拟值和实测值吻合度较高,说明模型在研究区有着较好的适用性,可以用于模拟长河流域的农田土壤碳循环和作物产量。(2)在2015—2016年间,从时间分布来看,长河流域农田土壤有机碳储量、冬小麦产量和CO2排放量有着不同程度的降低,分别减少了 700t、1014t和433.92t;从空间分布来看,农田土壤有机碳储量和冬小麦产量的损失量均表现出明显的空间差异性,位于长河两岸的平原地区,其损失量较小,位于长河流域东侧的低山丘陵,其损失量其次,而位于西侧的矿区,其损失量较大。(3)基于DNDC模型,在对长河流域农田进行低碳耕作优化模拟时发现,调控地形坡度、调整施肥量和耕作深度,均对冬小麦的产量单产GWP有着重要的影响,并在定量分析这些单项调控措施的基础上,提出组合优化措施,即将种植冬小麦农田的地形坡度降低到10°左右,施肥量增加20%,耕作深度调整为30cm,如此,长河流域内的冬小麦产量将增加2452t,GWP将减少1218吨CO2当量。