农田土壤对CO2具有源和汇的双重功能，与自然土壤相比农田土壤在全球碳库中更为活跃，是受人为活动干扰强烈但又可在较短时间内调节的碳库。对于预测和估算农田土壤有机碳（Soil OrganicCarbon，SOC）而言，利用模型进行研究是一个比较好的手段。估算农田土壤有机碳有很多模型，而在这些模型里，DNDC模型以其比较精确的模拟结果和简单的参数输入被广泛应用。研究采用灰漠土长期定位监测历史数据对DNDC模型在新疆灰漠土土壤有机碳动态模拟研究的可行性进行验证，继而拓展到新疆北部玛纳斯县区域农田土壤有机碳的动态模拟，取得以下结果：1.高量有机肥与化肥配施（hNPKM）处理CO2-C释放速率最高，为0.55mg/kg/h，其次是常量有机肥与化肥配施（NPKM）处理，为0.43mg/kg/h，有机肥与化肥配施虽然能够提高土壤有机碳含量，同时也激发了CO2排放速率，而CK（对照）处理则是CO2-C释放速率最慢，为0.35mg/kg/h。仅施氮肥（N）、施氮+磷肥（NP）、施氮+磷+钾肥（NPK）、化肥与秸秆配施（NPKS）处理中，NPK处理CO2-C释放速率大于其他处理；施加秸秆的NPKS处理CO2-C释放速率相对较低；虽然秸秆还田在很大程度上增加了土壤的固碳潜力，在微生物的作用下会增加土壤CO2排放量。但由于施加秸秆后，在很大程度上，改变了土壤表层理化性质和微生物学特征，又会在一定程度上影响农田温室气体排放。2.（1）DNDC模型能较好地模拟不同施肥条件下土壤有机碳（SOC）动态变化规律，模拟结果与实测结果相关达显著（P<0.01，n=180），在不同施肥处理中除hNPKM与NPKM处理外，其他施肥措施下模型模拟值与观测值均方根误差（RMSE）均小于10%（5.76%~8.09%）；（2）未来30年预测结果显示：持续有机肥与氮磷钾肥配施SOC含量将比2010年增加37.13%，而氮磷钾化肥与秸秆配施SOC含量将增加8.81%；持续施用氮磷钾肥SOC含量维持稳定，表明平衡施化肥仅能使根茬碳归还与有机碳的矿化保持平衡，不施肥（CK）SOC下降了4.76%，不施N肥（PK）SOC下降了4.64%，而单施N肥SOC增长了2.25%，施NK肥、NP化肥处理SOC分别增加了1.50%和5.24%，施氮处理（N、NK、NP、NPK）土壤有机碳的含量在未来30年中基本保持稳定或小幅度增长，表明氮素仍是影响碳平衡首要因素。3.对于施肥方式为化肥与秸秆配施的玛纳斯县农田而言，利用DNDC模型与ArcGIS空间插值，对土壤有机碳及土壤碳密度做进一步研究。研究结果表明：（1）模型预测2041年土壤有机碳含量比2011年增加0.71-2.61g/kg，土壤碳密度增加0.36-0.59kg/m2，表明NPK肥与有机物料（秸秆）配施能够提高土壤有机碳含量；（2）2011年玛纳斯县农田土壤碳密度高值区主要分布于县城周边，其它区域为低值区，呈现集团状分布。但通过模型模拟土壤碳密度与施肥持续年份（2011-2041年）之间的关系进行分析显示，2041年玛纳斯县农田土壤碳密度每年增加0.012kg/m2-0.021kg/m2，同时土壤固碳速率较高地区主要集中在玛纳斯县城以北和新垦区以南，其它区域土壤固碳速率不高，表明完善农田统一管理对土壤有机碳固定有重要影响；（3）未来30年，玛纳斯农田土壤固碳平均速率最大为207kg/hm2/yr，最小速率为121kg/hm2/yr，平均速率为164kg/hm2/yr。表明玛纳斯农田土壤碳在县城以北增幅较大，其余部分区域农田土壤碳呈小幅增长。土壤碳的投入量大于碳的输出量表现出土壤碳累积增加。