农垦对草甸草原生态系统温室气体（CH4和N2O）的影响

路则栋，杜 睿，杜鹏瑞，梁宗敏，李梓铭，秦赛赛 （中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049）

农垦对草甸草原生态系统温室气体（CH4和N2O）的影响

路则栋，杜 睿*，杜鹏瑞，梁宗敏，李梓铭，秦赛赛 （中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049）

2012～2013年在呼伦贝尔谢尔塔拉牧场对天然草甸草地和草地开垦农田后，不同农作物种植和管理措施下甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放进行了野外实地观测.结果表明，天然草甸草地和农田均为大气CH4的吸收汇、N2O的排放源.在生长季，天然草甸草地开垦增强了土壤的N2O排放量，但是对土壤CH4通量的影响却存在较大的不确定性.在相同的气象条件下，作物类型对生长季农田CH4和N2O排放通量都没有影响.在生长季，灌溉对干旱农田的CH4平均吸收通量没有显著影响，但降低了干旱农田N2O的平均排放通量.2012年和2013年农田CH4和N2O的差异主要是因为降雨量不同导致的年际差异.回归分析表明，N2O排放通量与土壤湿度呈线性相关，与土壤温度没有相关性，CH4的吸收通量与土壤温度呈线性相关，与土壤湿度呈线性负相关.土壤湿度是影响土壤CH4吸收和N2O排放的主要因素.

天然草甸草地；农田；开垦；甲烷；氧化亚氮

近百年来，全球气候正经历以变暖为主要特征的显著变化，人类社会生产生活引起的温室气体排放是其主要原因.大气中甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是重要的温室气体，其中CH4增温潜势是二氧化碳（CO2）的25倍，N2O增温潜势是CO2的298倍［1］.大气中每年有15%～30%的CH4、80%～90%的N2O来源于土壤［2］，其中农田土壤是温室气体的重要源汇.农田土壤排放的温室气体来源于一系列复杂的生物物理化学过程，土壤温度、土壤含水量、土壤理化性质、降雨量等自然因素以及轮作、施肥、灌溉等田间管理人为因素都会直接或间接地影响温室气体的产生.如降雨或灌溉使土壤含水量增加，在接近田间持水量时，N2O排放速率会加快［3］.

在过去的4个世纪，全球陆地面积的30%已变成草场和耕地，其中大部分是由森林和草原转变而来［4］.据统计，森林净减少11.4×106km2，草原净减少6.7×106km2［5］.研究表明，土地利用变化引起的CH4和N2O的排放（用CO2当量表示）已超过了来自土地利用变化引起的CO2排放［6］.农田排放的温室气体中，N2O、CH4和CO2分别占54%，46%和1%［7］.森林或草地转变成农田被认为是改变土壤CH4源汇强度的最重要的人类活动［8］.目前，呼伦贝尔草原区耕地面积已经多达到8000km2，占呼伦贝尔市耕地面积的39%，且开垦区域集中在植被类型多样、植物种类繁多、草场质量最好的草甸草原地带.以往的研究主要集中于东北［9-10］、华北农田［11-12］和典型水稻产区［13-14］温室气体的排放，而对于草地开垦后的农田CH4和N2O排放研究不多，且主要集中于内蒙古锡林格勒草原地区［15-17］.因此研究草地开垦对呼伦贝尔草原温室气体CH4和N2O排放的影响，对于准确评价人类活动对草地温室气体排放的影响具有重要意义.以往的研究表明，作物类别对农田N2O排放具有显著的影响［18-19］.如豆科作物可以通过根瘤菌固氮向土壤提供氮源，因此，在相同的土壤和气候条件下，大豆地N2O排放量高于油菜地、大麦地和玉米地［19］.油菜、大麦、玉米、马铃薯为呼伦贝尔垦区的主要秋熟作物，生长季为5～9月.但是对于该区农田同一生长季不同作物对CH4和N2O的排放的影响尚未见报道.本研究以种植油菜、大麦和水飞蓟的农田为研究对象，测定CH4和N2O通量的季节动态变化，探讨呼伦贝尔温带草甸草原开垦后不同农作物种植和管理措施（灌溉）对农田土壤CH4和N2O排放通量的影响以及生长期农田与同期草甸草原CH4和N2O的排放差异.

1 材料与方法

1.1 试验区概况

呼伦贝尔草原位于内蒙古东北部，属于温带半干旱大陆性气候.年降水量250～400mm，多集中在7、8月份，降水量变率大，分布不均匀，年际变化大，多年平均气温0℃，无霜期105d左右.土壤类型主要为黑钙土或暗栗钙土，主要植被类型为贝加尔针茅（Stipa baicalensis）、羊草（Leymus chinensis）、线叶菊（Filifolium sibiricum）.本研究于2012年和2013年在中国内蒙古呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站（中心坐标49°20′31″N， 120°00′05″ E，海拔600m）附近的谢尔塔拉牧场农业生产队2队进行.生产队的主要种植作物为油菜、大麦、马铃薯、青贮玉米、苜蓿等，种植面积均在千亩以上，其中以油菜种植面积最大，约占该队总耕地面积的50%以上.垦区内水资源主要依靠天然降水.田间管理措施主要包括施肥、喷药和灌溉，但是实施灌溉（喷灌和滴灌）措施的农田目前不足总耕地面积的50%，而且如果当年降水较多，也不会采取灌溉措施.

1.2 试验设计

表1 2012～2013年试验样地农田管理措施情况Table 1 Crop management measures at experimental sites in 2012 and 2013

试验设置3块农田，代号分别为1#（中心坐标49°20'45″N，120°00'17″E）、2#（49°20'46″N， 120°00'20″E）、3#（49°21'05″N， 120°02'04″E）.2012年分别种植油菜、大麦和油菜（灌溉）.但是由于2012年秋季少雨干旱再加上2013年春季又无有效降雨，因此2013年1#和2#农田被改为种植抗旱经济作物水飞蓟，3#农田由于是灌溉田，2013年仍种植油菜.可以认为1#农田和2#农田采取轮作管理.具体农田管理措施见表1.

1.3 气体采样与分析

CH4、N2O气体通量均使用静态箱-气相色谱法测定.所使用的采样箱有底座和顶箱组成，均用不锈钢板制成.采样箱外覆绝热材料防止受到太阳辐射温度升高，内置蓄电池驱动的小风扇用于混匀箱内气体.箱体一侧设有采气孔，与气密三通阀相连接用于注射器采样.底座上端有密封条，底座下端插入土壤15cm，整个采样期不再移动.采样时将顶箱轻扣在底座上.

分别于2012年和2013年的6～9月进行采样，采样频率根据作物的生长状况而定，在生长季初期，一周1次；进入生长旺季，采样频率逐步加密至一周2次.采样时间均在上午8:00～10:00完成.用注射器分别采集0、10、20、30和40min时的气体样品，采样后将样品带回研究站均在24h内分析.使用安捷伦7890A型气象色谱仪（7890A GC System， USA）进行气体样品分析［20］.

1.4 环境因子测定

土壤温度、湿度测定:采集气体样品的同时，利用电子温度计（JM624，天津今明仪器）测定箱内温度和地表温度.在所有样地观测点附近埋设小型自动气象站（HOBO Micro Station，型号H21-002）同时监测地下10cm与20cm土壤温度和土壤湿度，其探头的探测频率为10s/次，每1min记录一次平均数据.呼伦贝尔草原平均气温和降水资料由中国国家气象局下属海拉尔基准站提供.

土壤样品的采集:分别于2012年和2013年6～9月进行采样，采样频率为2次/月，采样时于样地周围随机选取3个重复点，每个采样点使用土钻采集20cm土壤并分3层0～5cm、5～10cm、10～20cm放入冰箱（-18℃）保存，于试验结束时带回北京进行理化性质的分析.测定时，将土壤样品融化并研磨至＜2mm水平，土壤全氮使用硫酸-混合催化剂消煮连续流动分析仪（标准LY/T 1228-1999）测定，有机质的测定利用重铬酸钾-外加热法（标准LY/T 1237-1999）；硝态氮及铵态氮采用0.01mol/L氯化钙浸提Bran+Luebbe连续流动分析仪测定.

1.5 数据处理与统计分析

气体样品经气相色谱分析后，根据下式计算CH4和N2O气体通量:

式中:F为气体通量，通量为正则说明土壤排放该气体，为负则说明吸收； i=1，2，分别代表CH4和N2O；ρ为标况下的气体密度； P代表测定的大气压值；P0为标准大气压值；T为测定时的空气温度，K； T0为标况时的温度，K； dC/dt为CH4和N2O浓度随时间的变化率.

本文数据均采用平均值±标准误（Mean± SE）表达.利用方差分析（ANOVA）、回归分析（Regression Analysis）对数据进行处理，处理间差异的多重比较采用LSD法.利用SPSS 18.0软件对数据进行统计分析（显著性水平α= 0.05）；画图采用Origin 8.0软件.

2 结果与分析

2.1 气象因子变化

图1 2012～2013年试验样地的月降水量及日平均温度Fig.1 Monthly total precipitation and daily average air temperature at the experimental site during 2012 and 2013

图1为2012年、2013年气温与降雨量状况.2012年和2013年的日平均温度都在-35（1月）～20℃（7月）的范围内，大体上相当.两年的年降雨量差异比较大，分别为320.9mm和619.1mm.其中，在植物生长季（5～9月），只有2012年6月的降雨量高于2013年同期，其余月份均低于2013年同期降雨量（图1）.海拉尔地区平均年降雨量一般在400mm 左右，且主要集中在7、8、9月份，可见2012年比较干旱， 2013年雨水充沛.

生长季3块农田的土壤平均温度、平均湿度变化规律一致:2012年和2013年在同一农田，二者差异显著；在同一年不同农田二者差异不显著（3#农田样地地下20cm土壤温度除外）（表2）.这一规律也将在农田温室气体通量的变化规律上有所体现.3块农田样地的土壤全氮含量变化规律与土壤温度、土壤湿度规律一致；土壤有机质含量在同一农田年际变化显著，在同一年不同农田差异不显著（3#农田除外）；土壤无机氮含量（硝态氮和铵态氮）变化规律复杂，这可能是因为不同作物对无机氮的利用情况不同以及农作物轮作导致的（表3）.

表2 2012～2013年生长季农田土壤温度与湿度的比较Table 2 Comparison of soil temperature and moisture in the cropland during the growing season in 2012 and 2013

表3 2012～2013年生长季农田土壤理化性质的比较Table 3 Comparison of soil physical and chemical properties in the cropland during the growing season in 2012 and 2013

2.2 不同作物农田土壤CH4和N2O排放通量的动态变化

图2为2012年和2013年农田土壤CH4通量动态变化曲线图.2012年，测定期内油菜地、大麦地和油菜灌溉地土壤CH4通量变化趋势比较一致，呈单峰型曲线，均表现为CH4的吸收汇，吸收通量变化范围在1.05～79.11µg C/（m2·h）之间.从图中可以看出，6月份土壤CH4吸收通量逐渐增强，7月份土壤吸收达到高峰.随后，CH4吸收逐渐减弱直至收割后，基本保持不变.甲烷氧化菌是严格的嗜氧菌，但很多菌株对正常氧压敏感，要求低氧压，所以在一定范围内，土壤水分含量相对较高时，有利于甲烷氧化菌的代谢活动，促进土壤CH4吸收［21］.2012年6、7月份相对于同年其他月份降水多，而且10、20cm处土壤湿度最大值不超过20%（V/V）.天然温带典型草原的土壤水分超过田间持水量的30%～40%后，基本上很难出现CH4的较大吸收通量［22］. 随后CH4吸收减少，原因可能是由于在干旱的草原地区土壤水分决定CH4吸收通量的变化. 当土壤水分从6%增加到11%时，土壤CH4的氧化速率会锐增［16，23］.一般认为含水量在15%～20%之间为土壤吸收CH4最佳湿度，此时土壤中的CH4氧化菌活性最强，而土壤含水量在28%～35%之间会减弱CH4的氧化［15］.观测农田区8月和9月的总降水量为85.2mm，比6月和7月的总降水量低50%左右（图1），此时10、20cm处土壤湿度最大值不超过10%.2013年6～9月，各农田土壤的CH4吸收通量变化趋势几乎完全一致，直至收割后，但均表现为CH4的吸收汇，吸收通量变化范围在2.25～62.59µg C/（m2·h）之间.在作物收割前，与2012年相比，2013年CH4吸收通量较低，原因可能是2013年降水量高，比平均年降水量高220mm左右，比2012年观测期内平均降水量高199.5mm，10、20cm土壤最低湿度均超过25%，土壤水分高抑制了土壤中CH4的氧化（图1）.因为对于甲烷氧化菌而言，土壤水分不仅影响土壤通透性，而且过高或过低的土壤水分均容易造成生理抑制从而降低旱地土壤对CH4的吸收能力［21］.

图2 2012～2013年农田土壤CH4吸收通量的动态变化Fig.2 Dynamic variations of cropland soil CH4uptake fluxes in 2012 and 2013

图3 2012～2013年农田土壤N2O排放通量的动态变化Fig.3 Dynamic variations of cropland soil N2O emission fluxes in 2012 and 2013

图3为2012年和2013年不同作物N2O通量动态变化曲线图.2012年，测定期内各农田土壤N2O通量变化趋势比较一致，呈现降低型的曲线.但考虑播种后一段时间内没有观测，结合2013年的变化趋势，可以推测土壤N2O通量的变化趋势实际为单峰型曲线.在6月和7月份，N2O排放通量达到最大值，随后各农田土壤N2O排放通量逐渐降低至保持不变，主要原因可能是8月和9月份降雨较少，土壤含水量较低，微生物活性较弱，N2O排放趋于停滞.收割后，甚至出现负通量.这与杜睿等［24］、Donoso等［25］和刘烨等［26］的观测结果一致.可能是由于收割后的撂荒地基本呈现无植被的裸地状态， N2O可能被土壤中的黏土矿物所吸附.2013年各农田土壤N2O排放通量变化趋势基本一致，不同于2012年的是，土壤N2O通量的变化趋势为多峰型曲线，可能与2013年7月和8月份大量降水有关.春季温度升高，土壤中微生物的活性增强，促进硝化作用，N2O产生和排放加大.再者土壤通气状况良好，反硝化作用受到一定程度的抑制.而且与2012年相比， 2013年6月份N2O的峰值较低， 原因可能是2012年6月份的降雨量大于2013年6月份（图1）， 促进硝化作用. 7月和8月出现N2O排放通量峰值，主要是由于大量降水和高温天气等干湿交替过程造成的.这些过程使得硝化与反硝化作用交替共同产生N2O，同时干湿交替还在一定程度上抑制反硝化产物的深度还原［27］.作物收割后，土壤中的硝化和反硝化细菌可以利用残留在土壤中的根分泌物和根［16］，所以仍有N2O排放但明显降低.

温度和降水直接影响土壤环境，而土壤环境又驱动温室气体通量（排放或吸收）变化.对CH4和N2O通量与不同深度土壤温度进行相关性分析（表4），结果表明两年观测期内CH4吸收通量与10、20cm土壤温度（ST-10、ST-20）呈显著正相关，与地表温度（ST0）呈极显著正相关.有研究发现，CH4吸收量随土壤温度的升高而增加，并且呈线性关系［28］.土壤温度直接影响甲烷氧化过程中所涉及的一系列微生物菌群的数量、结构和活性，并且对土壤中甲烷的输送也有明显的影响［29］.但是N2O排放通量与土壤温度和地表温度则无显著相关性.对CH4和N2O通量与不同深度土壤湿度进行相关性分析表明（表4），两年观测期内CH4吸收通量和N2O排放通量与不同层次的土壤湿度均呈显著或极显著相关关系.Klemedtsson等［30］和Duenas等［31］认为温度对CH4氧化有影响，但当土壤水分成为主要影响因子时，CH4吸收与温度之间无相关关系.农田CH4和N2O通量与土壤温度和土壤湿度线性回归分析表明:温度对CH4氧化的影响作用明显小于水分，当水分成为土壤氧化CH4的限制因子时，对CH4氧化的影响不显著（表4）.N2O通量主要受10cm处土壤湿度的影响.

表4 农田土壤生长季CH4和N2O通量与土壤因子之间相关性及回归方程Table 4 Relationship and regression equation between CH4and N2O fluxes and soil factors in the cropland

2.3 作物和灌溉对土壤CH4和N2O排放通量的影响

图4为不同作物对生长季农田土壤CH4和N2O排放通量的影响.2012年3块农田（油菜、大麦和灌溉油菜田）CH4通量分别是:（-50.4±2.1），（-49.8±9.0）， （-50.0±3.6） µg C/（m2·h）； 2013年3个农田（水飞蓟、水飞蓟和油菜田）CH4平均通量分别是:（-15.6±1.8）， （-18.0±3.5）， （-18.6± 0.6）µg C/（m2·h）.分析表明，同一生长季不同作物对农田土壤CH4平均吸收通量没有显著影响（P＞0.05），而且同种作物的灌溉与否（12油菜与12油菜灌溉）对开垦后的草地土壤CH4平均吸收通量也没有显著影响（P＞0.05） （图4），可能原因是，当地的灌溉措施仅是在干旱缺雨天气条件下对作物需水的补偿而非常规意义的农田灌溉.2012年降雨比较少，喷灌时间只是在作物生长旺季，仅使土壤表层（0～10cm）含水量增加，在干旱的情况下水分仅能满足植物生长需求，不能长期有效地改变土壤含水量，对甲烷氧化菌的影响不是很大.3#农田连续两年种植油菜，但是2013年因雨水充沛未采取浇灌措施，而2012年灌溉对CH4通量未有显著影响，因此可以认为12油菜灌溉和13油菜只有年际差异，且差异显著（P＜0.05）.2013 年1#、2#农田由于气候原因被改为种植抗旱作物水飞蓟，通过对比1#和2#农田，发现2013年较前一年的平均吸收通量分别降低70.0%， 63.9%.结合2013年观测期内降水量比2012年高199.5mm（图1）和3#农田年际差异显著，因此可以推测2012年和2013年CH4通量的显著性差异主要是由于降水导致的年际差异引起的，但是也不能排除作物因素引起的差异， 因此还有待于进一步的研究.

图4 2012～2013年农田土壤CH4和N2O的平均通量Fig.4 Average CH4and N2O fluxes from cropland soil in2012 and 2013

2012年生长季油菜、大麦和油菜（灌溉）田N2O的平均通量分别是（12.3±1.8）， （10.6±1.9）和（6.0±1.3） µgN/（m2·h）.分析表明，2012年不同作物（油菜和大麦）对开垦后的草地土壤N2O平均排放通量没有显著影响（P＞0.05），但是不同于CH4，灌溉与非灌溉对开垦后草地土壤的N2O平均排放通量有显著影响（P＜0.05），灌溉降低了干旱农田土壤N2O的平均排放通量. 可能原因是四次灌溉均在植物生长旺季期，与不灌溉干旱的油菜田相比，植物生长旺盛，光合效率高，对氮素的需求加大.灌溉田的土壤有机质、硝态氮和铵态氮含量均小于非灌溉田（P＜0.05）（表3）. 2013年雨水充沛，与2012年相比，油菜生长更加旺盛，结果也表明3#油菜田的土壤铵态氮含量小于2012年油菜田.内蒙古温带草甸草原土壤N2O的产生主要来源于土壤微生物的硝化作用，其中异养硝化起主导作用［32］.较多的土壤有机质和无机氮可以为微生物提供碳源和氮源，从而促进较高的N2O排放.

2013年1#、2#和3#生长季农田N2O的平均通量分别是（19.1±5.8）， （33.3±6.4）和（22.8±3.6）µg N/（m2·h），虽然管理措施相同，但是种植同等面积的作物水飞蓟，1#和2#农田N2O平均排放通量有一定的差异（P＜0.05），原因可能是2012年分别种植不同作物油菜和大麦，由于不同作物对氮素利用情况不同，从而对硝化作用产生影响.研究表明，在无灌溉且降水变率较大的温带半干旱草原生长季，土壤N2O通量更多地取决于表层土壤水分的变化特征［27］.本文中2012年和2013年N2O的排放通量差异性规律与土壤湿度的变化规律一致.因此，可以推测降水可能是造成N2O排放通量年际变化的主要原因.王跃思等［9］对内蒙古草原CO2、CH4以及N2O通量进行观测，发现农垦麦田和草甸草原温室气体的通量变化也同样受土壤湿度的控制.但是，由于N2O产生与释放是多因子相关的复杂过程，本实验不能排除植物的影响，因此需进一步的研究.

2.4 生长季农田与同期草地CH4和N2O排放通量的对比

图5 2012～2013年生长季（6～9月）农田与草原土壤CH4和N2O的平均通量Fig.5 Average CH4and N2O fluxes from cropland and grassland soil in the growing season （June to September） in 2012 and 2013

2012年封育贝加尔针茅和羊草草原生长季CH4的平均通量分别是:（-34.6±2.2） 和（-45.5±3.7）µg C/（m2·h），开垦减少了CH4的吸收； 2013年分别是:（-25.6±2.0）和（-23.6±1.8）µg C/（m2·h），开垦增加了CH4的吸收（图5）.与已有的对内蒙古典型草原及农耕地的研究相一致，天然草地转变成农田，对土壤吸收CH4的影响存在较大的不确定性.李玉娥等［34］发现天然草地转变为农田后，降低了土壤对甲烷的吸收；王跃思等［15］发现农垦不会减少天然草原对CH4的吸收；而王艳芬［17，35］的野外实地观测则表明，天然草地开垦为农田后CH4吸收能力有所增强.这表明草地开垦为农田后，土壤对CH4的吸收可能与种植的作物、管理措施（施肥、喷药、灌溉）都未必有直接的相关性. 2012年封育贝加尔针茅和羊草草原生长季N2O的平均通量分别是（3.0±0.3）和（5.8±0.2）µg N/（m2·h），2013年分别是（3.1±0.3）和（3.8±0.7）µg N/（m2·h）（图5）.草地转变成农田对N2O的排放通量均表现为促进作用.王跃思等［15］研究也表明，草地开垦为农田后，其N2O排放通量增加了3倍.

3 结论

3.1 2012年，在相同的气象条件下，作物类型对生长季农田CH4和N2O通量没有影响.油菜田和大麦田CH4平均通量分别为（-50.4±2.1）和（-49.8±9.0）µg C/（m2·h），N2O平均通量分别为（12.3±1.8）和（10.6±1.9）µgN/（m2·h）.CH4吸收受土壤温度影响，与土壤湿度呈负相关.分析表明，温度对CH4氧化的影响明显小于水分作用，当水分成为土壤氧化CH4的限制因子时，温度对CH4氧化的影响不显著.N2O排放主要受土壤湿度影响.

3.2 2012年生长季降雨少，灌溉并未对土壤水分产生明显的影响，故灌溉对农田生长季CH4吸收通量没有显著影响，灌溉和非灌溉油菜田的CH4平均通量分别为（-50.4±2.1）和（-50.0±3.6）µg C/（m2·h）.但其降低了农田生长季N2O的平均排放通量，非灌溉和灌溉油菜田的N2O平均通量分别为（12.3±1.8）和（6.0±1.3）µg N/（m2·h）.

3.3 在生长季，1#和2#农田温室气体通量具有显著年际差异，2013年CH4平均吸收通量比2012年分别降低70.0%，63.9%，N2O平均排放通量分别增加55.3%，214.2%.主要原因是降雨量不同导致的差异，但是，也不能排除作物的影响，需要进一步研究.

3.4 农垦并没有改变草甸草原生长季CH4和N2O的汇与源.天然草甸草原开垦增加了土壤N2O的排放量，但是对CH4通量的影响存在较大的不确定性，需要长期观测研究.

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致谢：真诚感谢中国农业科学院呼伦贝尔草原站所有工作人员在整个实验期间所提供的热心帮助.

Effect of reclamation on greenhouse gases （CH4and N2O） fluxes in meadow-steppe ecosystem.

L
U Ze-dong， DU Rui*，DU Peng-rui， LIANG Zong-min， LI Zi-ming， QIN Sai-sai （College of Resources and Environment， University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）. China Environmental Science， 2015，35（4）：1047～1055

The soil CH4and N2O emission fluxes from the natural meadow-steppe grassland and reclaimed grassland under different crop planting and management measures were investigated during the growing seasons in 2012 and 2013 at Xieertala pasture， Hulunber， Inner Mongolia. The results showed that both the natural grassland and reclaimed grassland played a role as a sink for CH4and a source for N2O. The conversion of natural grassland to cropland increased N2O emissions from the soil in growing seasons， however， there was a large uncertainty in the impact on soil CH4fluxes. There was no difference in CH4and N2O emission fluxes for different crop types under same meteorological conditions. Irrigation had no clear effect on CH4average uptake fluxes in growing seasons， but significantly reduced N2O average emission fluxes. The differences in CH4and N2O fluxes for 2012 and 2013 were mainly caused by the inter-annual precipitation variability. The correlation analysis and stepwise linear regression revealed that the soil CH4and N2O emission fluxes were significantly correlated with soil moisture， the CH4fluxes were also in linear relationship with soil temperature.

natural meadow-steppe；cropland；reclamation；CH4；N2O

X511

A

1000-6923（2015）04-1047-09

路则栋（1989-），男，山东济宁人，中国科学院大学资源与环境学院硕士研究生，主要从事草地土壤温室气体排放的研究.

2014-08-20

中国战略性先导科技专项—应对气候变化的碳收支认证及相关问题（XDA05020401）

* 责任作者， 副教授， ruidu@ucas.ac.cn