近年来,全球变暖等问题的出现使各国都在寻找减少CO2排放、增加CO2固存的途径。而土壤碳库是地球圈表面最为活跃的碳库,其动态变化直接影响着大气中温室气体的浓度。因此,农业土壤固碳,特别是水田土壤固碳的研究就成为全球热点问题之一。吉林前郭灌区自上世纪50年代开发以来,经历了日伪时期、建国初期、农垦局时期、“文革”时期、改革开放至今60余年的发展,水田面积不断扩大,粮食产量逐年增加,其土壤有机碳也发生了一定变化。在这一背景下,探讨不同开发年限水田土壤的固碳潜力与效益,对于实现前郭灌区经济与环境的协调发展具有重要现实意义,同时,也为我国土壤固碳的研究和CO2减排清单的制定提供一定的依据。本研究在导师主持的国家自然科学基金“吉林西部50年来LUCC对土壤有机碳影响及驱动机制研究”支持下,借助遥感手段,解译前郭县1989～2008年间土地利用/覆被变化(LUCC)情况,通过实地采样分析水田土壤有机碳的纵向分布与积累速率。在此基础上研究土壤有机碳密度含量与变化量的关系,估算不同开发年限水田土壤的固碳潜力与效益,并对水田开发的外部性做以简要分析。首先,对研究区1989、1996、2000、2004和2008年卫星影像进行辐射校正、几何精校正、遥感信息加强等步骤后处理,通过监督/非监督分类建立土地利用分类系统,并以人机交互目视判读的方式进行解译,经检验,解译结果精度较高。提取研究区各时期的面积,分析其面积变化和空间分布。结果显示：1989～2008年水田面积呈持续增长的趋势。其中,1989～1996间水田面积增长速度较快,1996～2000年间增长速度变缓,2000～2004年间增长速度又有所加快,2004～2008年间增长速度最快。其次,实地采集了开发4a、8a、15a、30a、35a、40a、55a100cm纵深水田土壤样品,以浓硫酸-重铬酸钾容量法测定有机碳含量,在此基础上分析了每一开发年限剖面有机碳的垂向分布特征和不同开发年限剖面SOC的变化特征。结果表明：水田有机碳含量及变率主要集中在犁层土壤(0-30cm),犁底层土壤有机碳含量随纵深的增加逐渐降低,水田开发有效实现土壤有机碳从犁层向犁底层土壤的转移。不同开发年限水田有机碳含量以30年为界,前30年增速较快,后25年增长缓慢,趋于稳定。开发55年水田其土壤有机碳密度值和增速与开发35年水田相比,差异不显著。再次,将第二次土壤普查和田间试验数据相结合,得到灌区水田有机密度变化量与含量的关系,并以土壤碳密度变化量为0时的土壤碳量减去现有状态的土壤碳密度估算了土壤固碳潜力。结果表明：灌区水田开发30～35年左右,土壤有机碳趋于平衡,该值为204.84t/hm2。1m纵深水田的固碳潜力随着开发年限的增加而降低,开发4年的水田,其固碳潜力可达79.29t/hm2。初始有机碳含量愈远离饱和水平,碳的累积速率则愈快。而随着有机碳含量增长,土壤对碳的保持将变得愈加困难。然后,分别计算06年减排量交易价格和配额交易价格和税率价格下,前郭水田的固碳效益。结果表明：随着开发年限的增加,水田的固碳效益显著提高。无论哪种价格体系下,水田开发10年内都可实现到十亿元的固碳效益。最后,简要分析了水田开发的外部性。可以看到,尽管水田开发存在着生态破坏和环境污染的潜在可能性,但是只要管理措施得当,这些威胁都可避免。其外部经济性要远远大于不经济性。水田开发对于前郭灌区具有非常重要的经济意义和环境意义。