土壤有机碳周转是全球碳循环重要组成部分，了解有机碳周转机理对制定合适的固碳措施和评价土壤固碳能力至关重要。已有的研究表明土壤有机碳周转受气候条件、土壤性质、有机物料性质以及人为管理措施的影响。但是即使以上的因素处于稳定状态，有机碳含量仍然可能处在动态变化中，有机碳含量变化是否会影响有机碳周转还没有得到广泛的关注。本研究假设以上的四个外部因素相对稳定条件下（如长期试验），研究有机碳含量在土壤碳周转中的影响。　　本研究首先根据有机碳饱和理论以及相应的有机碳动态模式提出新的模型（即土壤有机碳综合模型）描述该动态模式，利用我国45个长期试验验证综合模型比直线模型（即一级动力学积分模型）更能反映有机碳含量与碳输入水平的关系。随后用综合模型结合一级动力学微分方程提出新方法研究有机碳含量对有机碳周转的影响，即研究有机物料腐殖化系数(h)、有机碳降解系数（k）与有机碳含量(C)的关系。结果显示，h随着有机碳含量增加而降低，k同时增加，即h/k随着有机碳含量增加而降低，因此机碳含量的变化抑制含量随后的变化过程，导致仅造成有机碳含量随着时间推移而改变，也导致有机碳平衡值随着对土壤的碳输入水平增加而逐渐地渐近线增加。有机碳含量在土壤碳周转中的作用有相应的生化与物理机理。根据该作用以及相应生化与物理机理构建的计算机模型能模拟得到有机碳含量随碳输入水平增加而渐近线增加的结果。因此本研究通过数学推导、长期试验验证、已有报道的实验观测分析、机理分析、计算机模型模拟和等五种方法证实该有机碳含量在土壤碳周转中的作用。因有机碳含量变化抑制自身随后的变化过程，因此被定义为有机碳周转负反馈作用。由此可见，有机碳含量是上述气候条件、土壤性质、有机物料性质以及人为管理措施等四种外部因素外另一个影响土壤碳周转的重要内部因素。由此提出土壤碳库对气候变化的响应是碳输入水平、气候条件和有机碳周转负反馈作用三者共同作用的结果。为进一步提高土壤固碳能力，缓解气候变化，本研究认为，以“低碳含量土壤优先输碳”为指导原则的“测土输碳”措施可望能提高土壤的固碳效率。　　本研究在验证负反馈作用的同时也探讨有机碳周转负反馈作用在计算机模型中的应用。结果发现在模型中该考虑该负反馈作用或相关机理能再渐近线有机碳含量与碳输入水平的关系。现有的有机碳计算机模型没有考虑该负反馈作用的存在，会造成直线有机碳含量与碳输入水平的关系的模拟结果，但实际研究中这些模型仍然有良好的模拟效果。分析认为除了因为这些模型建立在对上述四个外部因素的深入研究外，主要是因为在模型验证阶段长期试验验证材料选取不当造成。因此，在模型验证阶段，选取的长期试验应尽量满足以下条件:碳输入水平幅度越大越好，输入水平分布越均衡越好，试验持续时间越长越好，尽量包括多种土壤与气候条件。　　本研究进一步利用综合模型探讨更多的有机碳周转与动态规律。利用该模型进行数学推导从理论上解释有机碳含量增速随着时间推移而降低、随有机碳含量增加而降低、随碳输入水平增加而增加的现象，并能预测指定初始有机碳含量与碳输入水平下有机碳达到平衡状态所需时间。　　最后，研究利用综合模型评价我国农田土壤固碳能力。研究发现，在不施肥、平衡施化肥、平衡施化肥+碳输入水平为2500 kg ha-1yr-1以及平衡施化肥+5000kg ha-1yr-1情况下，所调查的我国13种农田土壤的表土总保守固碳能力分别为21.86、25.43、29.31和33.67 Pg，分别比第二次全国普查时期增加-3.48、0.08、3.96和8.33 Pg。由此外推我国农田表土在上述四种情景下的总保守碳储量分别为33.78、39.28、45.27和52.02 Pg，分别比第二次全国土壤普查时期增加-5.38、0.13、6.12和12.87 Pg。其中水稻土由于同时具有较大面积以及较高的碳密度，因此对农田表土碳储量贡献最大;其次是潮土与褐土;白浆土与黑土虽然有较高的碳密度，但是由于面积较小，因此对农田碳储量贡献与其他的土壤类型相当;灌漠土、灰漠土和壤土贡献率最低，四种情景下，贡献率均低于1％。　　因此，本研究结果显示在研究土壤有机碳周转、制定合适固碳措施以及评价土壤固碳能力时需要考虑土壤有机碳周转负反馈作用，即有机碳含量的作用。