大气臭氧(O3)浓度升高已经被欧美科学家认为是威胁未来世界粮食安全的一种重要环境问题。已有大量研究表明O3浓度升高不但严重影响农作物生理生化特性和产量，而且对生态系统地下过程也会产生很大影响。土壤碳动态是生态系统最重要的地下过程之一,不但直接影响农作物的生产力,而且与温室气体的排放密切相关,但目前还缺乏系统地研究O3浓度升高对农田生态系统土壤碳动态的影响。本研究利用已有的田间原位开顶式熏气设施和室内熏气模拟设施，采用全自动通量箱法、稳定性同位素标记法和根系生长动态监测法等研究手段，重点研究O3浓度升高对农田生态系统土壤碳输入和输出途径及其通量的影响以及引起的土壤有机碳组分的变化，确定影响土壤碳库的O3临界负荷，为评价未来O3浓度升高对我国粮食生产和农田生态系统碳源碳汇作用提供科学依据。