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DNDC(DeNitrification-DeComposition)模型是目前研究土壤碳氮循环的主要工具。由于该模型需要的输入参数相对容易获取、模拟结果可靠性好，因此在北美、亚洲、欧洲等世界各地得到了广泛应用和推广。本研究在西南喀斯特地区石灰土土壤上，选取添加生物炭的试验田作为研究对象，对2010年7月1日至2012年6月31期间土壤表层5cm温度、土壤水分、主要农作物产量和土壤CO2释放通量进行了模拟，结合对应的实测数据进行对比分析，研究生物炭对农田土壤水热变化、作物产量和CO2释放通量的影响，主要结论如下: 1、DNDC模型在开阳试验田的灵敏度分析表明，对土壤含水量模拟影响较大的模型参数为黏土含量、田间持水量、永久枯萎点和孔隙度;对土壤温度模拟影响较大的模型参数为土壤容重、土壤有机碳含量、土壤孔隙度;对土壤CO2释放通量的模拟影响较大的模型参数有空气中CO2浓度、田间持水量、孔隙度、土壤容重、玉米籽粒产量、玉米籽粒比例、玉米籽粒碳氮比、玉米积温等。 2、DNDC模型在开阳试验田水热模拟和产量模拟结果表明，DNDC模型成功的模拟了空白对照、20t/ha、50t/ha和100t/ha四种处理土壤温度、土壤湿度及主要作物玉米、油菜的籽粒产量。DNDC模拟结果表明，添加生物炭对土壤温度的影响不显著;20t/ha(BC20)、50t/ha(BC50)和100t/ha(BC100)的含水量分别比空白处理提高了5.60％、43.2％和112.7％，表明生物炭能够显著提高土壤含水量;DNDC能够较准确的模拟玉米和油菜的籽粒产量。 3、DNDC对CO2释放通量的模拟结果表明，在观测时间内，空白处理模拟的土壤CO2累积释放通量为11.2t C/ha，而实际观测累积释放通量为10.4t C/ha，模拟通量比实际观测累积释放通量增多了7.74％;20t/ha模拟累积释放通量为12.0t C/ha比实际观测累积释放通量13.0t C/ha减少了7.1％;50t/ha模拟累积释放通量为13.1tC/ha比实际观测累积释放通量17.5t C/ha减少了24.7％;100t/ha模拟累积释放通量为14.3t C/ha比实际观测累积释放通量15.3t C/ha减少了7.6％。可以认为，DNDC模型较为准确的模拟了空白对照、20t/ha、50t/ha和100t/ha四种处理的土壤CO2释放通量，但是相比较于其他处理，BC50的模拟与观测值差别较大，模拟效果较差。空白对照、20t/ha、50t/ha和100t/ha四种处理的土壤CO2释放通量的模拟值和观测值表现出了相同的季节变化趋势，均存在夏秋两季土壤CO2释放通量高，而冬季和春季土壤CO2释放通量低的特点，另外在作物收获后，土壤CO2释放通量观测值和模型模拟值都出现显著降低的现象。 4.在2010年7月1日至2012年6月30日期间，空白对照累积CO2释放通量为10948.1kg C/ha;在喀斯特地区石灰土中添加20t/ha、50t/ha和100t/ha累积CO2释放通量分别为11935.2kg C/ha、12880.1kg C/ha、14075.5kg C/ha;相对于空白对照，分别增加了9.0％、17.6％和28.5％。表明随着生物炭施用量的提高，土壤累积CO2释放通量也不断提高。 5.通过DNDC模型可以将土壤CO2释放通量按来源分为微生物异养呼吸作用、作物根系呼吸、作物茎秆呼吸作用和作物叶片呼吸作用四部分。结果表明20t/ha对微生物异养呼吸作用和作物根系呼吸的影响大于对作物茎、叶呼吸作用的影响;50t/ha和100t/ha对作物叶片呼吸的影响大于对土壤微生物异养呼吸作用和作物根系呼吸的影响，大于对作物茎秆呼吸的影响。即在石灰土中加入生物炭，主要通过增强土壤微生物异养呼吸作用和作物根系呼吸来提高土壤CO2释放通量。 6.2010年10月4日玉米收获之后，2011年6月1日油菜收获之后和2012年3月13日白菜收获之后一段时间内，出现土壤CO2释放通量的田间观测值高于DNDC模型模拟值的现象，根据当地田间作物收获实际操作情况，分析产生的原因可能是:在进行玉米、油菜、白菜收获时，由于是将各作物连根拔起，对土壤扰动较大，促进了土壤微生物呼吸作用;另一方面油菜在收获后需在田间晾晒3至4天，此过程中增加了油菜籽及茎叶等生物质向土壤中的输入，同时由于附带改变了土壤表层的覆盖状况。另外作物收获结束后会残留部分作物根系、叶片等生物质，这些作物根系、叶片等生物质进入土壤后同样会增加土壤微生物的异养呼吸作用。