CO₂是一种重要的温室气体，对温室效应贡献率最大，为55%，由温室效应导致的全球变暖已经成为全世界关注的焦点问题。农作物和所有绿色植物一样，光合作用时要吸收CO₂释放O₂，具有强大的固定CO₂释放O₂的能力，对减少温室效应以及人类的生存和发展有着重要的意义。因此，农业生产所形成的农业碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分之一，随着大气CO₂浓度的不断升高和全球变暖趋势的不断增强，农业碳库在全球碳平衡中的作用也得到了更多地重视^[1]。农田生态系统具有固碳周期短、蓄积量大的特点。但是，农田生态系统与其他陆地生态系统不同，农田生态系统为开放系统，在农业生产活动中，伴随着物质与能量的输入过程，如农用化学品（肥料、农药等）的施用、农田耕作、灌溉以及农产品加工等过程中农业机械的使用，都伴随着碳排放过程，因此农田生态系统又可作为碳源，据研究农业对全球变暖的贡献为20%^[2]。前人在关于碳源/汇的研究工作较多^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]}，已有较为成熟的方法。

目前关于农田生态系统碳源/汇的研究，已经从单纯的论述农田生态系统碳源/汇的作用，转向了以碳足迹综合表征农田生态系统的碳流变化^{[8, 9, 10]}，并与生态承载力比较，以反映农田生态系统的碳生态盈余情况。碳足迹是由生态足迹衍生而来的概念，是指吸收化石燃料燃烧排放的CO₂所需的生产性土地面积，可看作生态足迹的一部分，即化石能源的生态足迹，已被广泛用作衡量人类碳排放对大气环境影响的一个新测度指标^[8]。农田碳足迹是指人类在农田上进行生产活动形成的碳流量^[9]，即吸收农田生产性投入而引起的直接或间接化石燃料燃烧所排放的CO₂量所需要的生产性土地面积。“碳效率”概念源于经济领域，指碳经济效率。美国二氧化碳信息分析中心定义碳经济效率为每一美元国内生产总值所引起的二氧化碳排放量^[11]。碳作为农业生产系统中的一种重要资源，其效率是指投入单位数量碳所产出的经济产量和经济价值等有效价值量,提高碳效率是农业节能减排的重要途径之一。Canadell等^[12]研究表明，人类活动过程中碳效率的降低是大气中CO₂浓度增加的一个重要原因。Burney等^[13]指出通过提高农业中的碳效率，可以增加农业的碳汇能力。碳效率包含碳的生产效率、碳的经济效率和碳的生态效率。有关农田生态系统碳足迹、碳生态效率的研究国内内外学者开展了大量的工作。韩召迎等^[8]以江苏省为例，进行了农田生态系统碳足迹的时空变化研究。刘巽浩等^[9]等综合近10年来国内外农田生态系统碳足迹研究成果，形成了适合中国的碳足迹方法论，并利用1952—2012年60年的全国性农田生态系统碳流分析和现代高效农田的案例进行了验证，得出近60年来农田作物具有净固碳作用，尽管农业集约化程度不断提高，但全国农田生态系统碳效率保持正平衡状态，虽然农田化学品投入增加，农田生态系统内碳汇作用仍大于碳源作用。史磊刚等^[14]以河北吴桥县为例，对华北平原主要作物生产的碳效率进行了研究，表明夏玉米生产的碳综合效率最高、棉花次之、冬小麦最低。

本文以北京农田生态系统作为研究对象。北京郊区自20世纪90年代以后，开始进入城市化的快速发展阶段，随着北京城市建设的迅猛发展，城市产业和功能开始向郊区扩散，在郊区城市化的过程中，伴随着各类不同性质的农用地转化为城市建设用地，自2012年北京市又启动了大规模的平原造林工程，使位于郊区的农田生态系统受到了强烈的冲击，必然会造成农田生态系统生态服务功能的减少甚至丧失，在此背景之下，本文在前人研究的基础上，对近年来北京农田生态系统碳源/汇的变化、碳足迹的变化、碳生态盈余情况以及碳生态效率的变化规律进行研究，明确农田生态系统在北京城市发展中的的功能与地位，以期为北京郊区可持续健康发展以及产业结构布局提供理论依据，其发展模式将会对同类型的大都市发展具有引领和借鉴意义。

北京2004—2012年的农作物产量、播种面积、农业机械总动力、机耕面积、机收面积、机播面积以及有效灌溉面积等农业统计数据均来自于各年份的《北京统计年鉴》。北京2004—2008年耕地面积来自于各年份的《北京统计年鉴》，北京2009—2012年的耕地面积来自于北京市农业局。北京2004—2012年的农药使用量、化肥使用量、农用塑料薄膜使用量及农用柴油使用量等农业统计数据均来自于各年份的《中国统计年鉴》。

生态系统固定CO₂释放O₂的物质量的计算方法，主要依据的是植物光合作用原理，当植物进行光合作用时，利用太阳能吸收水分固定大气中的CO₂释放O₂，将生成的有机物质储存在自身组织中，因此，可根据农田生态系统生物量的数据，估算出农田生态系统固定CO₂的物质量，这是目前估算生态系统固定CO₂的物质量用得较多的方法。农田生态系统生物量的计算方法，采用作物经济产量与经济系数比值而得到。计算方法如下：

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表 1 北京市主要农作物的经济系数、经济产量中的含水率、碳吸收率 Table 1 Economic coefficient, water content of economic yield, and C absorption rate of major crops in Beijing

表选项

农田生态系统的碳排放可归结为3大类：（1）农用化学品使用，主要包括化肥、农药和农膜；（2）农业生产燃料动力，主要包括农用机械用电、农产品加工用电和农用机械柴油消耗的间接碳排放量；（3）农田耕作、灌溉。计算方法如下：

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表 2 农田生态系统碳排放源转换系数 Table 2 Conversion coefficient of carbon emission of agricultural eco-system

表选项

农田生态系统碳足迹是农田生态系统碳排放总量与单位面积碳吸收量的比值，当农田碳足迹大于区域生态承载力（耕地面积）时，表现为碳生态赤字；反之，当农田碳足迹小于区域生态承载力（耕地面积）时，则表现为碳生态盈余，其碳盈余量为耕地面积与农田碳足迹面积的差值^[8]。

作物生产中碳的生态效率^[14]的计算方法，采用作物通过光合作用固定在体内的碳量与碳投入量的比值，是评估农业生产可持续性的指标之一，其单位是kg C·kg^-1 CE。当碳的生态效率值小于1时，说明农业生产投入的碳量大于农田生态系统的固碳量，则农田生态系统是碳源，碳的生态效率值越接近0，碳排放强度越大，对空气中温室气体的贡献就越大，则农业生产的可持续性越低，当碳的生态效率大于1时，说明农田生态系统的固碳量大于碳投入量，则农田生态系统为碳汇，当碳的生态效率数值越大时，则农田生态系统的碳汇能力越强，农业生产可持续性程度越高。

北京农田生态系统2004—2012年碳蓄积量的动态变化表现为2008年的碳蓄积量最高，2008—2012年碳蓄积量呈现为减少的趋势（图 1），但是与2004年相比，2012年农田生态系统的碳蓄积量仍然增加了25.4%，年递增幅度为2.8%。北京农田生态系统年平均碳蓄积量为105.82万t。

图 1 2004—2012 年北京农田生态系统碳吸收变化 Figure 1 The interannual changes of the carbon sequestration of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

图 2为2004—2012年北京农田生态系统单位面积碳蓄积量的变化，农田生态系统单位耕地面积的碳蓄量年均为5.03 t·hm^-2，以年递增8.3%的幅度逐年增加，这与北京市农田生态系统较高的复种指数以及较高的生产力水平不无关系，根据计算2004—2012年北京农田生态系统的复种指数平均为1.4，呈逐渐增加的趋势（图 2）。但单位播种面积的碳蓄积量变化不显著（图 2），年均碳蓄积量为3.60 t·hm^-2。根据已有研究结果，北京果园生态系统^[12]年均碳蓄积量为3.0 t·hm^-2，可见农田生态系统不论是单位耕地面积还是单位播种面积的碳蓄积量均高于果园生态系统。

图 2 2004—2012年北京农田生态系统单位面积的碳蓄积量的变化 Figure 2 The interannual changes of the per area carbon absorption of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

近年来北京农田生态系统中粮食作物的碳蓄积比例增加较为显著（表 3），已由2004年的66.5%增加到2012年的84.6%，增幅达27.3%，年递增3%，经济作物以及瓜果蔬菜的碳蓄积比例均呈现逐年降低趋势，且降低幅度较大。从北京农田生态系统碳蓄积比例的均值（2004—2012）年的分布情况可知（表 3），粮食作物碳蓄积量所占比例最大，为80.4%，起主导作用，蔬菜瓜果、经济作物两者之和仅为19.6%，可见粮食作物在北京农田生态系统碳蓄积方面贡献最大。

表 3 2004—2012年农田生态系统碳蓄积的比例分布变化 Table 3 The interannual changes of the proportion carbon absorption of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

表选项

由以上分析可知，北京农田生态系统中粮食作物的碳蓄量占80.4%，起主导作用，因此，我们针对2004—2012年北京农田生态系统中粮食作物碳蓄积量的变化以及各类粮食作物的比例分布变化进行了研究，结果见图 3、表 4。

图 3 2004—2012 年粮食作物的碳蓄积量 Figure 3 The interannual changes of carbon absorption of the food crops from 2004 to 2012

图选项

表 4 2004—2012 年北京市各类粮食作物的碳蓄积比例变化 Table 4 The interannual changes of the carbon absorption proportion of food crops from 2004 to 2012

(%)

表选项

北京2004—2012年粮食作物蓄积量总体趋势是波动性上升（图 3），2008年粮食作物的蓄积量最高，达98.8万t，2004—2012年碳蓄积量的增幅达60.5%，年递增6.7%。2004—2012年各类粮食作物碳蓄积比例变化（表 4），稻谷、冬小麦、薯类和大豆都呈现出减少的趋势，只有玉米呈现出显著的增长趋势，已经由2004年的59.7%增加到2012年71.9%，增幅达20.3%，年递增2.3%。

从各类粮食作物碳蓄积比例2004—2012年的均值可知，玉米在各类粮食作物中碳蓄积量最大，所占比例达68.5%，其次为冬小麦，所占比例为27.2%，玉米和小麦2种作物的碳蓄积量所占比例就已经达到了95.7%。其他各类粮食作物如薯类、稻谷和大豆所占比例均较低。因此，在北京农田生态系统中，粮食作物中的玉米和小麦对大气中CO₂的吸收起主导作用。

2004—2012年北京市农田生态系统的碳排放总量呈现出逐步降低的趋势（图 4），从2004年的29.01万t已降低到2012年25.66万t，降低幅度达11.6%，年均递减1.3%。其中燃料动力的碳排放量降低幅度最大，达43.9%，其次为农用化学品的碳排放量，降低幅度为6.3%，碳排放量降低幅度最小的为耕作灌溉，仅为3.1%。

图 4 2004—2012 年北京市农田生态系统碳排量的变化 Figure 4 The interannual changes of the carbon emissions of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

虽然北京市农田生态系统碳排放总量呈现出逐年降低的趋势，但是，单位耕地面积的碳排放量确呈现出逐年增加趋势（图 5），2004年单位耕地面积的碳排放量为1.23 t·hm^-2，到2012年升高到1.52 t·hm^-2，增幅为23.4%，因此，降低单位耕地面积的碳排放量，仍然是农业生产中亟待解决的问题。由于北京地区农田生态系统的复种指数较高，平均为1.4，因此，北京市农田生态系统的单位播种面积的碳排放量为逐年减少的趋势。

图 5 2004—2012年北京市农田生态系统单位面积碳排放量变化 Figure 5 The interannual changes of the per area carbon emissions of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

2004—2012年农田生态系统碳排放比例分布的变化情况，见表 5，农用化学品和耕作灌溉的碳排放所占比例均呈现逐年增高趋势，其中农用化学品碳排放所占比例已经由2004年的82.0%升高到2012年的86.9%，增幅达6%。虽然，燃料动力碳排放所占比例呈现逐年减少的趋势，其减少幅度为36.5%，但是，因燃料动力碳排放在农田生态系统总排放量中所占比例较低，因此，对减少农田生态系统的碳排放量所起作用较小。

表 5 2004—2012年北京市农田生态系统碳排放比例的变化 Table 5 The interannual changes of the carbon emissions proportion of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

(%)

表选项

北京市农田生态系统碳排放量比例均值（2004—2012年）分布，见表 5。北京农田生态系统的碳排放量中，农业化学品的碳排放所占比例最大，为85.4%，燃料动力以及耕作灌溉的碳排放量均较低，分别为10.9%和3.7%，因此，对于北京市农田生态系统的碳排放量起主导作用的是农用化学品的用量，所以，减少农用化学品的使用是发展低碳农业的主导方向。

由于北京农田生态系统中农用化学品的碳排量占85.4%，直接决定着农田生态系统碳排放总量的变化，因此，我们针对2004—2012年北京农田生态系统中农用化学品的碳排放量的变化以及各类农用化学品所占的比例分布变化进行了研究，结果如图 6、表 6所示。

图 6 2004—2012 年北京市农田生态系统农用化学品的碳排放量变化 Figure 6 The interannual changes of the carbon emissions of agrochemicals of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

表 6 2004—2012 年农用化学品碳排放量比例的变化 Table 6 The interannual changes of the carbon emissions proportion of agrochemicals from 2004 to 2012

(%)

表选项

由图 6可知化肥和农药的碳排放量呈现出逐年降低的趋势，化肥和农药的碳排放量的降幅分别为13.3%和27.8%，农膜的碳排放量呈增加趋势，增幅为26.9%。表 6为2004—2012年农用化学品碳排放量的比例的变化，可知，化肥和农药的碳排放量比例呈逐年降低趋势，降幅分别为7.5%和23.0%，而农膜的碳排放比例呈现出逐年增加趋势，增幅为35.4%。

从北京市农田生态系统中农用化学品的碳排放比例均值（2004—2012年）的分布情况可知（表 6），化肥的碳排放量所占比例最大为63.5%，其次为农膜，其碳排放量所占比例为27.6%，农药碳排放量所占比例最低，为8.9%。因此，化肥和农膜的碳排放量的多少直接决定农用化学品的碳排量，并最终决定农田生态系统的碳排量。虽然，化肥的碳排放量所占比例呈减小趋势，但降幅较低，为7.5%，而农膜碳排放量所占比例呈增加趋势，且增幅较大，为35.4%，尽管农药的碳排放量所占比例有23.0%的降幅，但其在农用化学品的总排放量中所占比例较小，因此，农药的碳排放量的减少对降低农用化学品的碳排量所起作用较小。应着重考虑减少化肥和农膜的碳排量，减少化肥和农膜的使用量。

由以上分析可知，北京农田生态系统中化肥的碳排量占63.5%，直接决定着农用化学品的碳排放量，并最终决定农田生态系统碳排放总量的变化，因此，我们针对2004—2012年北京农田生态系统中化肥的碳排放量的变化以及各类化肥品种所占的比例分布变化进行了研究，结果如图 7、表 7。

图 7 2004—2012年北京市农田生态系统化肥施用引起的碳排放变化 Figure 7 The interannual changes of the carbon emissions of chemical fertilizers from 2004 to 2012

图选项

表 7 2004—2012 年各类化肥的碳排放比例 Table 7 The interannual changes of the proportion carbon emissions of chemical fertilizers from 2004 to 2012

(%)

表选项

从北京市化肥碳排放总量的年变化趋势来看，见图 7，2004—2012年是逐年减少的，化肥碳排放量已经从2004年的159 993.75 t减少到2012年的138 715.44 t，减少幅度为13.3%，年递减率为1.5%。表 7为北京市各类化肥碳排放量比例的变化趋势，2004—2012年氮肥和磷肥的碳排放比例都呈现出逐年减少的趋势，氮肥和磷肥的碳排放比例已经分别从2004年的85.7%和1.3%减少到2012年的81.4%和0.9%，降幅分别为5.1%和26.8%；钾肥和复合肥的碳排放量呈现逐年增加的趋势，钾肥和复合肥的碳排放比例已经分别从2004年的0.5%和11.3%增加到2012年的0.6%和15.7%，增幅分别为3.3%和3.9%。

北京市近年来（2004—2012年）化肥碳排放量的年平均分布比例见表 7，氮肥碳排放量所占比例最高，为83.7%，其次为复合肥，为13.3%，磷、钾肥的碳排放比例相对较低，分别为1.1%和0.5%。虽然氮肥的碳排放量呈现逐年减少的趋势，但是，其降幅较小，只有5.1%，因此，与其在北京农田生态系统化肥的碳排放83.7%的比例相比，对化肥碳排放的减少程度较少。因此，应加强农田生态系统配方施肥的进程，尽量减少氮肥的施用量。

图 8为北京市农田生态系统2004—2012年碳吸收量、碳排放量以及净碳汇的变化，可见北京市农田生态系统净碳汇（即农田生态系统碳吸收总量与碳排放总量的差值）与碳吸收总量的变化趋势一致，2008年最高，总体呈上升趋势。

图 8 北京市农田生态系统2004—2012 年碳吸收量、碳排放量以及净碳汇的变化 Figure 8 The interannual changes of carbon uptake, carbon emissions, and net carbon sink of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

图 9为北京市农田生态系统2004—2012年碳足迹的变化，可知，农田生态系统的碳足迹呈逐年降低的趋势，已由2004年的8.13 hm²·a^-1降低到2012年的4.11 hm²·a^-1，降幅为49.5%，年递减率为5.5%。虽然北京市农田生态系统碳足迹的降幅较大，达49.5%，但是，北京市农田生态系统的碳足迹占同期的耕地面积的比重降低幅度却相对较小，仅仅由2004年的34%降低到2012年的24%，降幅为29.5%，到2012年北京市农业生产排放的CO₂仍然需要北京市24%的耕地面积来进行消纳。

图 9 北京市农田生态系统2004—2012年碳足迹的变化 Figure 9 The interannual changes of carbon footprint of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

利用农田碳足迹与区域生态承载力（耕地面积）进行比较，当区域生态承载力大于农田碳足迹时，说明农田生态系统仍然处于生态盈余状态，通过计算，北京市农田生态系统均处于生态盈余状态，但是由于近年北京市耕地面积的减少，生态盈余量呈下降趋势，见图 9。

图 10北京市农田生态系统2004—2012年碳生态效率的变化，可知2008年碳生态效率最高为4.32 kg C·kg^-1 CE，多年平均为3.854 kg C·kg^-1 CE，北京农田生态系统碳生态效率变化的总体趋势是逐年增加，已经从2004年的2.9 kg C·kg^-1 CE增加到2012年的4.12 kg C·kg^-1 CE，增幅为41.8%，年递增4.6%。由以上分析可知，北京农田生态系统的碳生态效率较高，其固碳量大于碳投入量，碳汇能力较强，农业生产拥有较高的持续状态。

图 10 北京市农田生态系统2004—2012 年碳生态效率的变化 Figure 10 The interannual changes of carbon eco-efficiency of Beijing farmland ecosystem from 2004 to 2012

图选项

为进一步探讨影响北京市农田生态系统碳源、碳汇、碳足迹以及碳效率的影响因素，分别以农田碳蓄积量、碳排量、碳足迹和碳生态效率为因变量，以各作物种类的碳蓄积量、农田碳排放量（农用化学品、农业生产燃料动力、农田耕作、灌溉）、耕地面积、播种面积等为自变量，利用SPSS Statistics 17.0软件中的逐步回归方法进行了回归分析。结果如下：

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影响北京农田生态系统的碳蓄积量主要包括玉米、冬小麦、油料和蔬菜4个要素，它们对碳汇功能贡献的顺序为玉米＞冬小麦＞油料＞蔬菜，可见粮食作物中的小麦和玉米是影响农田生态系统碳汇功能的主要因素。北京农田生态系统的碳排放量主要受化肥、机收面积、机播面积3个因素影响，它们对农田生态系统碳排放量的贡献顺序为化肥＞机收面积＞机播面积，可见减少化肥的施用、减少机播面积增加机收面积可降低北京农田生态系统碳排量的主要因素。公式（5）为碳足迹与各影响因素的逐步回归结果，共入选4个变量，其贡献顺序为机收面积引起的碳排放量＞瓜果蔬菜的碳蓄积量＞农膜引起的碳排放量＞耕地面积，降低北京农田生态系统的碳足迹可通过增加机收面积、增加农膜的使用、增加耕地面积、减少瓜果蔬菜的种植实现。影响碳生态效率的因素主要包括2个，粮食作物的碳蓄积量和农业机械总动力引起的碳排放量，其贡献顺序为：粮食作物的碳蓄积量＞农业机械总动力引起的碳排放量，增加粮食作物的碳蓄积量减少农业机械总动力引起的碳排放量是增加碳生态效率的主要方式。

本文采用全环式路径的方法对北京农田生态系统的碳足迹和碳生态效率的年际变化进行了研究。农田生态系统中植物碳流的特点表现为固碳与耗碳并存全环式^[9]，此方法可更确切地体现出农田生态系统在固碳与耗碳的作用。但本文对北京市农田生态系统固碳量和碳排放量的估算中也存在一些不确定性因素。

在对农田生态系统碳汇功能计算时，采用的是传统的利用农作物经济产量和经济系数计算生物量的方法，虽然作物经济系数比较稳定，但与其他地区相比北京地区科技水平更发达，其农田生态系统拥有更高的生产力水平，因此，农作物的经济系数会相对偏高，但由于缺乏针对北京地区农作物的经济系数，会使本文对北京地区农田生态系统的碳汇功能低估。农田生态系统不同于自然生态系统，其生长周期短，当其处于不同生育期时表现出较大群体差异，因此结合田间试验，分析农田生态系统不同生育期其碳汇功能的差异性，会更有实际意义。

在碳排放量的计算方面，本文中各投入项的碳排放系数均采用定值，但农田生态系统中各投入项随作物种类、生育期的不同而发生变化，导致本文对农田生态系统碳排放量估算的不确定性的增加，因此，有针对性地设计田间试验，根据作物种类、生育期的不同加强碳排放的基础性研究更具有现实意义。在我国目前缺少农田各投入项的碳排放系数研究的情况下，在碳排放量的估算中，本文主要参考国外碳排放系数，但为减少碳排放量的估算的不确定性，使其更接近实际水平，本文中氮肥的碳排放系数采用文献[17]中的1 740·kg^-1·t^-1，此系数是逯非等^[17]利用IPCC的推荐方法，根据中国生产氮肥耗能特点推算所得，更接近我国实际情况；灌溉碳排放系数采用文献[18]中的20.476·kg^-1·hm^-2，田云等^[18]考虑到火力发电对化石燃料的需求才导致间接的碳排放,因此将灌溉碳排放系数修正为20.476·kg^-1·hm^-2。通过对碳排放系数的修正，可使本文对农田生态系统碳排放量的估算更接近其真实水平。例如韩召迎等^[8]利用经过修正的氮肥和灌溉碳排放系数取得较好的估算效果。

尽管本文对北京市农田生态系统固碳量和碳排放量的估算存在一定的不确定性，但研究结果与刘巽浩等^[9]的研究结果表现出高度的一致性，因此，在一定程度上能够反映北京市农田生态系统的功能和地位，对北京市整体规划和产业布局有一定的理论支撑作用。

2004—2012年北京农田生态系统碳蓄积量总体呈增加趋势，年递增幅度为2.8%，年平均碳蓄积量为105.82万t，农田生态系统中粮食作物碳蓄积量所占比例最大平均为80.4%，在粮食作物中玉米碳蓄积所占比例最大为68.5%，其次为小麦为27.2%。农田生态系统单位耕地面积年均碳蓄积量为5.03 t·hm^-2，且呈逐年增加的趋势。可见北京市农田生态系统碳汇功能明显，玉米和小麦的碳汇功能表现尤其突出。影响北京地区农田生态系统碳汇功能的主要因素是粮食作物中玉米以及小麦的经济产量及其种植面积。

2004—2012年北京农田生态系统的碳排放量基本上呈现出逐年降低的趋势，年均递减1.3%，年均碳排放量为27.6万t，其中碳排放量的比例分布情况为：农业化学品最大，为85.4%。在农用化学品中，化肥的碳排放量所占比例最大为63.5%，其次是农膜，为27.6%。在化肥的碳排放量中，氮肥所占比例最高，为83.7%。因此，减少北京市农田生态系统碳排量的主要措施是减少农业化学品中氮素化肥的施用量，加强农田生态系统配方施肥的进程。

北京市农田生态系统2004—2012年碳足迹呈逐年降低的趋势，年递减率为5.5%，处于碳生态盈余状态，但是由于近年北京市耕地面积的减少，碳生态盈余量呈下降趋势。北京农田生态系统的碳生态效率较高，年平均为3.854 kg C·kg^-1 CE，其固碳量大于碳投入量，碳汇能力较强，农田生态系统处于较高的持续状态。