农田生态系统是巨大的碳库，是陆地碳循环的重要组成部分。农田生态系统碳汇主要由农田植被碳汇（作物碳汇）和农田土壤碳汇组成，其中，农田植被碳汇由于作物收获期较短，作物生物量碳汇效果不明显，故常被认为是零。部分学者也验证了这一观点，如赵宁等通过统计分析，发现我国农田植被碳汇的平均值约为 OPg C/a，同时，农田土壤碳汇平均值为(0.017±0.005)Pg C/a，远大于植被碳汇。因此，农田生态系统碳汇主要来源于该系统的土壤碳积累，即农田土壤碳汇。农田土壤碳汇尚无统一定义，参考韩松等对土壤碳汇的定义，认为农田土壤碳汇是指作物在生长过程中通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并将其以有机质的形式存储在土壤碳库中，从而降低大气中二氧化碳等温室气体的浓度。同时，碳汇能够增加农业数字化土壤的有机质含量和提升土壤肥力。与自然土壤相比，农田土壤在全球碳库中更为活跃。姜勇等研究发现，在我国 1×l08hm2 耕地土壤的生物碳截获量相当于 2×l08hm2 的自然植被土壤生物碳截获量。据估计，在未来的50～100 年中，全球农业土壤固碳量可能达到 40～80Pg C。但农田土壤碳汇容易受到多种因素影响，在自然因素和耕作、施肥等农田管理措施的作用下，农田土壤碳库处于不断变化中。

　　农田土壤主要通过适当的农田管理措施来实现碳汇。根据联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)估算，合理的农业管理措施能使全球土壤碳库提高 0.4～0.9Pg C/a，如果这种管理持续 50 年，则全球土壤碳库累计增加 24～43Pg C。常用的增加农田土壤碳汇的农田管理措施包括施有机肥、秸秆还田、免耕、休耕等。其中，免耕能够增加农田土壤不稳定碳的输入，并降低因土壤侵蚀带来的有机碳流失；施有机肥、秸秆还田能够将有机质加入土壤来增加土壤碳储量。在实施长期相关管理措施（10 年）后，可以检测到免耕和覆盖作物等活动能够促进土壤有机碳增加。

　　根据《第三次全国国土调查主要数据公报》，我国耕地面积为 191792.79 万亩（约合 12786.19 万 hm2），约占国土总面积的 13.32%。有研究表明，我国土壤有机碳含量自 1980 年起连续增加，说明我国农田有巨大的固碳潜力。另外，我国碳排放权交易市场已有长足发展，但目前尚未涉足农业碳汇交易特别是农田土壤碳汇交易。在国际上，当前主要是美国、澳大利亚等国开展农田土壤碳汇交易实践，通过保护性耕种等农田管理措施产生经认证的减排碳农业数字化信用额，并利用碳抵消机制参与碳市场交易。