我国以大量化肥和农药投入为特征的高度集约化现代农业已经导致一系列生态环境问题。本研究作为国家自然科学基金项目“基于农田生态碳氮平衡的环境成本评估模型研究”的一部分，以典型华北高产粮区—山东省桓台县为例，采用调查研究和田间试验相结合的方法对该地区农田生态系统的作物生长动态、土壤碳氮平衡进行了初步研究。针对该县两大农田管理措施：大量施肥和秸秆还田，对三种秸秆还田模式（小麦玉米秸秆全还田、小麦秸秆还田、不还田）、四个氮肥水平（当地常规水平即高氮、比常规低30％即中氮、比常规低70％即低氮、不施氮肥）、施用有机肥三个试验因素进行田间试验，设置八个试验处理。研究结果如下： 1．在冬小麦生长季，全还田不施肥处理籽粒产量最高达5.49 t·hm^-2，小麦还田施高氮处理籽粒产量最低为5.13 t·hm^-2，减产7％，但是各处理间没有显著差异。同样小麦还田条件下，施中氮处理产量最高。 2．在夏玉米生长季，小麦还田施低氮处理籽粒产量最高达5.93 t·hm^-2，同样还田条件下，施高氮、施中氮、不施氮分别减产16％、27％、17％，各处理间没有显著差异。 3．从可持续发展角度分析，该地区应该减少氮肥施用量，增加有机肥替代比例，高效利用秸秆资源，进一步提高粮食生产的经济效益。