黄土丘陵区不同土地利用类型土壤CO2,N2 O通量特征

孙文浩，杨世伟，高晓东2，，李陆生，凌 强，李虹辰

（1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌712100；2.西北农林科技大学 中国旱区节水农业研究院，陕西 杨凌712100；3.中国科学院 水利部 水土保持研究所，陕西 杨凌712100）

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤CO2,N2O通量特征

孙文浩1，杨世伟3，高晓东2，3，李陆生1，凌 强1，李虹辰1

（1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌712100；2.西北农林科技大学 中国旱区节水农业研究院，陕西 杨凌712100；3.中国科学院 水利部 水土保持研究所，陕西 杨凌712100）

以黄土丘陵区园则沟小流域农地、撂荒草地、红枣林3种土地利用类型为单元，采用静态箱—气象色谱法对生长季土壤CO2，N2O两种温室气体进行定位监测，研究退耕还林（草）工程实施后不同土地利用类型土壤CO2，N2O排放通量特征。结果表明：生长季农地、撂荒草地、红枣林土壤CO2排放通量均值分别为300.39，273.31，173.80 mg/（m2·h），季节变化均呈单峰型；农地、撂荒草地、红枣林 N2O通量均值分别为7.08，9.26，0.52μg/（m2·h），土地利用类型未明显改变N2O通量的季节特征，各处理均于6—7月出现较大值，其他时期均较低或出现负排放并呈现较为复杂的源汇特征。土壤10 cm温度与土壤CO2，N2O相关关系高于土壤水分，而3种土地利用类型下N2O通量与土壤水分均不相关，二元线性回归结果显示水热双因子解释了54%～78%的土壤CO2通量变异。综合分析表明黄土丘陵区退耕还草后土壤CO2未有显著变化，土壤N2O则随土壤基质条件的改善呈现上升趋势（p＜0.01）；坡耕地改为经济林后土壤CO2，N2O通量均有一定程度减少（42.1%～92.7%），且更容易出现N2O的负排放。

土壤；CO2；N2O；温室气体；退耕还林（草）；土地利用变化

气候变暖是当今世界面临的重大全球性问题，大气中温室气体浓度的持续增长是其主要原因[1-3]。大气中CO2浓度水平自工业革命以来已经增长了超过40%；大气中N2O浓度虽然仅为CO2的1%，但因综合增温潜势高于CO2297倍[1]，其温室效应也十分显著。土壤作为陆地生态系统中最主要的碳库和氮库，是决定大气中温室气体浓度变化的重要源汇，因此轻微的扰动也会引起两种温室气体排量巨大的不确定性[4-5]。IPCC报告指出，土地利用变化是导致大气中温室气体浓度变化的主要因素之一[1]，土地利用变化会对土壤温室气体排放特征产生巨大影响[5-6]，从而影响温室气体排放量估算的准确性，影响全球气候变化预测和减排政策的制定。

国家实施退耕还林（草）工程以来黄土丘陵区土地利用方式发生了巨大变化，大量低产低效坡耕地转化为撂荒草地、经济林、生态林[7]。特别是红枣作为一种优良的经济树种在黄土丘陵区大面积推广种植，2010年陕西榆林地区种植面积已达6.67万hm2，成为当地农民脱贫致富的主导产业之一[8]。土地利用方式差异显著影响了该地区水热状况[7，9-10]，进而改变CO2和N2O等温室气体的排放特征[5，9]。李红生等[10]以黄土高原侧柏、柠条、沙棘和油松人工植物群落为对象，发现不同植被类型间土壤CO2通量、水热因子及其之间的关系均存在显著差异，并且具有明显的季节变化。高亚琴等[11]以农田为对照，对陇中黄土高原不同种植年限苜蓿草地土壤CO2，N2O通量进行研究，发现退耕后两种温室气体排放通量随土壤碳、氮含量的增加而呈现不同程度的升高趋势。齐丽彬等[12]对黄土高原水蚀风蚀交错区5种土地利用类型进行研究，发现生长季前期不同土地类型间土壤CO2通量出现了与植物生长相关的显著差异，退耕后草地和沙棘地土壤CO2通量的升高和降低分别与植被因素和土壤基质条件有关。周小刚等[9]在黄土高原沟壑区相邻农田和草地开展试验，发现水热因素变化是两生态系统土壤CO2排放通量间出现显著差异的主要原因。但是，以上研究主要针对农地和退耕灌草地或生态林，而针对农地和退耕经济林土壤温室气体排放特征的研究鲜有报道，特别是将农地、退耕草地和退耕经济林对比分析的研究较为缺乏；而且，对CO2和N2O同时考虑的研究相对不足。

因此，本研究选择黄土丘陵区典型小流域农地、撂荒草地、红枣林三种典型土地利用类型，对其生长季土壤CO2，N2O排放通量及土壤水热因子进行连续监测，研究不同土地类型下两种主要温室气体排放通量动态特征及其与水热因子之间的关系，以期为该区土壤温室气体排放估算和退耕还林（草）工程环境效应评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然环境概况

研究区位于榆林市清涧县园则沟小流域（37°15′N，118°18′E），地处黄土高原中部偏北，该区属温带大陆性季风气候，年均温度8.6℃，月均温度极值分别出现在于1月和7月，分别为-6.5℃和22.8℃；年平均降水量505 mm，但年内分布不均，70%集中在7—9月份。小流域面积0.58 km2，流域内海拔876～1 082 m，相对高差超过200 m，为典型黄土丘陵沟壑地形。流域内土壤类型主要为黄绵土，属于砂壤土或粉壤土，具有较强的入渗能力，田间持水量和凋萎湿度分别为25%和7%（体积含水量）；土壤肥力较差，土壤有机碳和全量养分含量较低，0—20 cm土壤基本物理性质以及养分含量见表1。坡耕地曾为小流域内主要的土地利用类型，目前除小部分农地被保留外，流域内多数坡耕地已改为旱作红枣林和撂荒草地，目前撂荒草地休耕年限为6～20 a，主要植物有铁杆蒿（Artemisia sacrorum）、猪毛蒿（Artemisia scoparia）和狗尾草（Setairaviridis Beauv）等，地表具有明显生物结皮；红枣林种植年限6～15 a，种植密度为1 650株/hm2，每年年初施少量农家肥及尿素0.2～0.3 kg/株，定期人工除草；农地耕种年限在30 a以上，耕作制度一年一熟，主要作物包括谷子（Setaria Italica）、玉米（Zea mays）、绿豆（Vigna radiata）和马铃薯（Solanum tuberosum）等，化肥施用量较小或不施肥。

表1 不同土地利用类型土壤基本物理性质与养分含量

1.2 研究方法

选择流域内典型坡耕地、9龄旱作红枣林、休耕10 a撂荒草地为研究单元，布设温室气体采样点，每种土地利用类型3次重复。采样点均选在坡面中部、立地条件相对一致的位置并沿坡向排列，两采样点间相距6 m，其中坡耕地采样点布设于作物行间，红枣林采样点设于相邻两树连线中点处。气体通量测量采用静态箱—气相色谱法，具体采样器材及方法参考美国农业部农业研究组织（USDA-ARS）GRACEnet项目协议文件[13]，以确保采样结果的精确度及可比性。静态箱基座于2013年8月插入地下5 cm并尽量避免对表层土壤的扰动，在整个试验期间不进行移动。2014年3—10月间每月至少进行一次气体采样，选择晴朗无风天作为采样日，于上午9：00—11：00内完成采样，已有研究[14]显示此时段内的气体通量观测值可近似代表日均值。静态箱采用不透明聚乙烯材料制作（直径30 cm×高10 cm），采样时罩于基座上并用弹性橡胶带密封接缝。罩箱后于0，10，20，30 min在箱顶取样口用真空玻璃瓶采集箱内气体样品10 ml，采样同时用温度计记录箱内气温，用地温记和便携式时域反射仪（TDR）测量采样点附近10 cm土层温度、水分。气体样品于2日内送实验室并用Aglient-7890高效气相色谱仪检测CO2，N2O浓度。气体排放通量用以下公式计算：

式中：F为CO2排放通量[mg/（m2·h）]和N2O排放通量[μg/（m2·h）]；ρ为标况下目标气体的密度（kg/m3）；h为采样箱内气室高度（m）；dC/dt为采样箱内目标气体浓度变化率；T为采样时箱内温度（℃）。

1.3 数据处理

试验数据处理由SPSS 16.0和Origin 8.1完成。生长季平均土壤CO2，N2O通量采用线性内插法计算[15]，不同土地利用类型气体排放通量月均值和生长季均值采用t检验比较，CO2，N2O通量与土壤温度、水分之间的关系采用一元线性回归方法分析，采用二元线性回归方法分析水热因子对气体通量的协同影响。CO2通量温度敏感性指标（Q10）代表温度每增加10℃土壤CO2通量增加的倍数，计算公式为[9]：

式中：F为CO2通量[mg/（m2·h）]；T为温度（℃）；a，b是待定参数。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用类型下土壤温度、水分动态特征

生长季各土地类型土壤10 cm温度季节变化规律基本一致（图1A），观测期最高温和最低温分别出现在夏季和生长季末期，农地、撂荒草地、红枣林温度变化范围分别为5.1～27.7℃，6.5～26.1℃，6.99～30.4℃。由于不同土地利用类型地表植被盖度存在一定差异，平均温度红枣林＞农地＞草地，夏季（6—8月）各处理土壤温度出现显著性差异（p＜0.01），其中红枣林由于定期人工除草使地表几乎完全裸露，在6月出现了生长季各处理最高温（30.4℃）。除此之外，生长季内较低的植被盖度导致农地、红枣林土壤温度变化幅度较大（39.7%和38.4%），高于撂荒草地（35.7%）。各土地利用类型土壤表层水分变化较为剧烈，受降雨和地表蒸散影响上下波动（图1B）。农地、撂荒草地、红枣林表层10 cm含水率（体积含水率，下同）变化范围分别为10.5%～19.8%，9.7%～18.8%，7.0%～16.6%，其中6月初由于前期降雨较少，各处理土壤水分均达到最低值，7月初极端降雨事件（7月9日，降水量73.8 mm）之后以及秋季连续降水期间，土壤水分均处于较高水平。平均土壤含水率表现为撂荒草地＞农地＞红枣林，其中红枣林地表裸露土壤蒸发强烈，土壤水分均值显著（p＜0.05）低于另两处理，季节变幅最大（28.3%）。以上研究表明，土地利用类型明显改变了研究区表层土壤水热状况。

2.2 不同土地利用类型下土壤CO2通量特征

各处理土壤CO2排放通量季节变化均呈单峰型，变化趋势与土壤温度曲线基本一致（图2）。农地、撂荒草地、红枣林土壤CO2通量变化范围分别为110.66～531.79，74.01～437.27，52.56～267.20 mg/（m2·h）。生长季初期和末期由于土壤温度较低，土壤微生物呼吸和植物根系呼吸较弱，各处理CO2通量均处于较低水平。生长季前期随着土壤温度的升高及植物的生长，各处理土壤CO2通量均呈上升趋势。7月份，73.8 mm次降雨之后，由于土壤湿度增大和适宜的土壤温度增强了土壤呼吸速率，各处理CO2通量均达到最大值。生长季末期各处理土壤CO2通量随着土壤温度下降持续降低，最终基本达到生长季初期水平。三处理土壤CO2通量变异幅度较为接近，农地、撂荒草地、红枣林研究期间时间变异系数分别为51.7%，49.0%，50.3%。但不同土地利用类型间土壤CO2通量存在显著差异，且生长季前期和中期差异更为明显：5—8月红枣林土壤CO2通量均显著低于另两处理（p＜0.05），且5次达到极显著差异水平（p＜0.01）；生长季初期和末期农地草地间CO2通量差异较小，但7—8月农地土壤CO2排放通量大于红枣林土壤，其中7月差异达显著水平。生长季平均CO2通量农地＞撂荒草地＞红枣林[300.39＞273.31＞173.80 mg/（m2·h）]，红枣林CO2通量与另两处理间差异均达极显著水平（p＜0.01），撂荒草地与农地间差异不显著。

图1 2014年不同土地利用类型下10 cm土壤温度、水分动态特征

图2 不同土地利用类型下土壤CO2通量季节变化特征

2.3 不同土地利用类型下土壤N2 O通量特征

由图3可知，土壤N2O通量整个生长季均较低，但季节变化趋势明显，各处理通量均在6—7月达到最大值，之后逐渐降低，并在其他时期均处于较低水平或呈负值，这可能是与地表植物生长及生长季中土壤底物含量被逐渐消耗有关。有研究指出，土壤养分含量较低时，施肥措施和秋季凋落物输入成为土壤主要矿质来源，并在一年中温度水分条件适宜时被植物、微生物逐渐消耗[16]，本研究也从侧面印证了这个理论。农地、撂荒草地、红枣林土壤N2O通量变化范围分别为-3.82～19.78，-4.21～28.10，-8.77～16.76μg/（m2·h）。各处理N2O通量时间变异幅度均较大，农地、撂荒草地、红枣林时间变异系数分别为116.6%，114.5%，372.7%，其中红枣林变异幅度明显大于另两处理。值得注意的是红枣林5月、7月、10月，农地5月、10月，撂荒草地8—9月N2O均出现负排放，表现出较大的源汇变异性。各处理间N2O通量季节变化显示出一定差异，撂荒草地5月、9月N2O源汇性质与另外两处理相反，6月显著高于红枣林和撂荒草地，体现了不同下垫面土壤N2O通量对环境因子的响应差异。生长季N2O通量均值撂荒草地＞农地＞红枣林（9.26＞7.08＞0.52μg/（m2·h），其中撂荒草地土壤N2O通量显著（p＜0.05）高于农地，但红枣林与农地之间的差异未达到显著性水平，各处理土壤均表现为N2O的弱源。

图3 不同土地利用类型下土壤N2 O通量季节变化特征

3 讨论

3.1 土壤温度、水分对CO2,N2 O通量的影响

一元线性相关分析显示，CO2排放通量均与土壤10 cm温度、水分呈正相关（表2），3种土地利用类型下土壤温度和水分平均分别解释了44%～57%和4%～27%的CO2通量变异，其中各处理与温度之间的相关关系达到极显著水平（p＜0.01），与水分间的相关关系除红枣林外均达显著水平（p＜0.05）。相比土壤水分，各处理10 cm温度均对土壤CO2排放量影响作用更明显，二者决定系数负相关，这是可能由于生长季土壤温度平均变异幅度（38%）大于土壤水分（24%），土壤温度及其他环境因子变化削弱了土壤水分对土壤CO2排放的影响[9，17]；另外，土壤水分除6月干旱期内较低外其他时期均高于10%，适宜根系和微生物呼吸的土壤环境使水分未能成为限制因子。土壤CO2通量与水分关系仅撂荒草地和农地达显著水平，由于观测期内土壤含水率均低于已有研究中水分对CO2通量的正效应区间（＜20%）[14]，故各处理均未出现水分对CO2通量的抑制现象。双因子相关分析得出农地、撂荒草地、红枣林的决定系数分别为0.76，0.54，0.78，较之前单因素相关分析均有不同程度的提高（5%～73%），反映了土壤温度、水分对CO2排放通量的共同影响。因此在对本研究区内土壤CO2排放量进行估算时，水热双因子模型可能会得到更好的模拟效果。

表2 土壤CO2和N2 O通量与10 cm土壤温度和水分的线性相关分析

温度敏感性指标（Q10）被广泛用于描述土壤CO2通量对温度变化响应的敏感程度。本研究中农地、撂荒草地、红枣林Q10值分别为1.66，1.82，1.73，均低于全球Q10平均值（2.4）。由于长期受干旱胁迫和底物条件制约，半干旱和干旱地区土壤CO2通量温度敏感性往往较低[14]，本研究结果中较低的Q10也符合这一结论。但与王建国等[18]的研究结论不同，本研究中三处理的Q10值撂荒草地＞红枣林＞农地，即草地CO2排放对温度变化最为敏感，红枣林土壤次之，农地最不敏感，这可能是由于研究区植被和土壤条件有所不同所致。生物因子和环境因子的不同均会造成土地利用类型间Q10的差异[19]，本研究中不同土地类型Q10变化趋势与地表覆被情况和土壤SOC含量基本一致，与Zeng等[20]的研究结果一致。

农地、撂荒草地N2O通量与土壤温度显著相关（p＜0.01），温度可分别解释两处理通量变异的24.7%和24.1%，但红枣林土壤N2O通量与土壤温度的相关性未达到显著性水平。大量研究显示了土壤温度对土壤 N2O通量的控制作用[3，6，21]，这是由于土壤温度通过影响土壤微生物活性进而影响硝化反应和反硝化反应产物N2O的通量[2]。本研究中不同土地利用类型下土壤N2O通量与土壤水分均不相关，与部分已有研究结果一致[2，21]，体现了水分对土壤N2O影响的复杂性。土壤水分通过影响硝化反应和反硝化反应所占比例，进而控制反应产物N2O的通量[22]，当土壤含水率较低时，硝化反应是N2O的主要来源，但当含水率较高时反硝化作用更为强烈，并产生大量N2O，目前学术界多将60%～75%含水率区间作为N2O通量产生的最适环境条件[5-6]，此时硝化反应和反硝化反应的叠加效应往往会产生较大的N2O排量。但由于本研究期间各土地类型土壤充水孔隙度（WFPS）均较低（13.6%～34.1%），故土壤季节变化未随水分变化并出现明显的峰值。另外由于条件所限，本试验中较小的观测频次可能忽略了部分短历时N2O排放峰，因此在未来研究中应进一步加大观测频率，以深入揭示N2O排放特征与机理。

3.2 土地利用变化对CO2,N2 O通量的影响

土地利用方式的变化改变了地表植被类型、土地管理方式[18]，进而通过土壤质地、土壤养分条件、根系生物量、微生物组成以及下垫面水热条件的变化直接或间接影响土壤CO2通量[23]。除短期效应[24]和生态系统特殊性[23]造成的CO2通量变化缺乏显著差异外，大量研究均观测到退耕还林后土壤CO2通量的增加，且随造林年限增加呈上升趋势[25-26]。但本研究发现退耕后红枣林土壤CO2通量显著低于农地42.1%（p＜0.01），较低的土壤CO2通量水平在黄土高原苹果园的研究中也有发现[15]，而黄土高原林草交错带次生林和人工林的研究结果则较高[437.2～582.9 mg/（m2·h）][27]，这可能是由于经济林与生态林管理方式差异导致。人工生态系统高强度的土地管理措施被认为是影响土壤CO2通量的主要因素[4]，本研究红枣林除草措施不但削弱了土壤碳源，表层土壤因缺乏植被覆盖更易受降水击打而板结，较差的通气条件抑制了土壤呼吸和CO2的排放[28]，与试验结果中红枣林表层土壤较低的孔隙度相符（表1）。虽然我们也观测到可能由除草导致的土壤升温效应，但受限于上述原因未出现前人研究中显著的CO2排放[3]。

退耕还草对土壤CO2通量的影响因研究地点和生态系统不同而异：Raich等[23]分析已有研究结果显示草地土壤CO2通量高于临近农田25%，但差异未达显著性水平，吴建国等[25]采用两种方法对宁夏六盘山林区几种土地利用方式下的土壤CO2通量进行估算，结果均显示草地年通量显著高于农田；Lyuri等[26]对北针叶林带农田退耕后的自然演替过程进行研究，发现草本植物群落阶段土壤CO2通量为农田土壤的1.51～1.7倍，认为碳排量的增加与退耕后土壤碳库变化和较高的矿化速率紧密相关。本研究中退耕后撂荒草地土壤有机碳含量也出现一定程度升高（51.9%），且较高的土壤孔隙度为根系、微生物呼吸提供了适宜的环境，但我们未发现农地与撂荒草地土壤CO2通量间出现显著差异，与黄土高原水蚀风蚀区研究结果较为吻合[18]。这可能是由于研究区内撂荒草地较低的土壤温度一定程度上抑制了根系及根际微生物活性，但同时我们也观测到撂荒草地较高的土壤呼吸敏感性，因此在未来全球气候变暖格局下，该区退耕还草后土壤碳库可能向大气排放更多CO2，进而对气候变暖产生正反馈效应[20]。

氮肥施用是农田生态系统土壤N2O排放的主要原因，但本研究区内低水平的施肥管理措施和强烈的水土流失使土壤养分含量偏低，甚至低于黄土高原其他区域[7]，这可能是各处理土壤N2O通量低于已有研究[21，29]的主要原因，而本研究结果显示退耕后撂荒草地N2O排放通量显著高于农地（p＜0.01），一定程度上反映了退耕措施对土壤养分的蓄持和恢复作用[7]。与退耕还草相反，本研究观测到农地转化为经济林后土壤N2O通量的明显下降（92.7%），低于临近地区果园观测结果[21]，这可能与人为管理下果园表层土壤较差的通气条件有关。Stehfest和Bouwman[30]研究发现土壤N2O通量与土壤容重存在负相关关系，且在容重大于1 g/cm3时其对N2O的抑制效应显著增加，认为较高的土壤容重除了限制N2O向大气的扩散过程外，N2O在土体传输过程中更易被反硝化作用消耗。Horrocks等[31]观测到在低土壤含水率条件下土壤对N2O的吸收现象，认为是由于土体中氧气扩散速率低于消耗速率而产生厌氧环境所致。本研究中红枣林土壤较其他处理更易出现N2O负排放也与这个理论相符。

4 结论

（1）生长季农地、撂荒草地、红枣林土壤CO2通量均值分别为300.39，273.31，173.80 mg/（m2·h），季节变化特征与土壤10 cm温度变化趋势一致。生长季农地、撂荒草地、红枣林土壤N2O通量均值分别为7.08，9.26，0.52μg/（m2·h），呈现出较大源汇变异，但总体上仍表现为N2O的源。

（2）土壤10 cm水分、温度以及水热双因子模型对土壤CO2通量的解释度分别为4%～27%，44%～57%和54%～78%，水热双因子模型显示出较好的适用性。土壤N2O通量与土壤10 cm温度线性相关，与土壤水分不相关，体现了N2O产生及排放过程的复杂性，对此未来应加大观测频率进行更加深入的研究。

（3）退耕还林还草过程中的地表植被种类、人为管理措施改变及由此引发的生物、非生物因子变化均会影响土壤CO2，N2O排放。退耕还草后土壤CO2并未有显著变化，土壤N2O则随土壤基质条件的改善呈现上升趋势；对于经济林，退耕后土壤CO2，N2O通量均有一定程度减少（42.1%～92.7%），并且更易出现N2O的负排放。

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Characteristics of CO2and N2O Emissions Under Different Land-use Types in Loess Hilly Region of China

SUN Wenhao1，YANG Shiwei3，GAO Xiaodong2，3，LI Lusheng1，LING Qiang1，LI Hongchen1
（1.College of Water Resources and Architectural Engineering，Northwest A&F University，Yangling，Shaanxi712100，China；2.Institute of Water Saving Agriculture in Arid Regions of China，Northwest A&F University，Yangling，Shaanxi712100，China；3.Institute of Soil and Water Conservation，Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources，Yangling，Shaanxi712100，China）

Investigation of the effects of land-use change on soil CO2and N2O fluxes under the conversion of cropland to forest and grassland in loess hilly region would be helpful to understand the context of global warming.Using static chambers method，soil CO2and N2O fluxes were investigated during the growing season under three land-use types（cropland，jujube orchard and abandoned grassland）in the study area in 2014.Additionally，soil temperature and moisture at 10 cm depth were monitored using mercurial thermometer and potable time domain reflectometry respectively to explore the correlations between environmental factors and soil gas emissions.During the growing season，the emission rates of CO2in cropland，jujube orchard and abandoned grassland were 110.66～531.79 mg/（m2·h），74.01～437.27 mg/（m2·h）and 52.56～267.20 mg/（m2·h），respectively，which peaked in summer and were correlated with soil temperature in all land-use types.Soil N2O under different land-use types followed similar seasonal patterns which were related to vegetative growth，the higher emission rate occurred in June and July compared with other growing period when negative fluxes frequently occurred，and the values varying-3.82～19.78μg/（m2·h），-4.21～28.10μg/（m2·h），-8.77～16.76μg/（m2·h）in cropland，jujube orchard and abandoned grassland，respectively.Linear correlation analysis showed that，for both land-use types，relationship between soil CO2（N2O）fluxes and soil temperature at 10 cm depth was better than the relationship between soil CO2（N2O）fluxes and soil moisture，while no relationship was found between soil N2O flux and soil moisture due to the complicated mechanism of nitrification and denitrification processes.Moreover，binary linear regression analysis on the relationship of soil temperature and soil moisture could explain 54%～78%of soil CO2seasonal variations.Our research results showed that soil N2O increased（p＜0.01）with the better substantial condition after converting cropland into grassland，however，no statistics difference was observed in the case of CO2emissions，which were probably caused by the low temperature in grassland.The conversion of cropland to orchard led to the lower soil CO2and N2O emission rates（42.1%～92.7%）due to intensive field management which may also contribute to more negative flux of N2O in economic forest.

soil；CO2；N2O；greenhouse-gas；grain for green project；land-use change

S152

A

1005-3409（2017）01-0068-07

2016-01-21

2016-03-02

中国科学院重点部署项目（KFZD-SW-306）；陕西省科技统筹创新工程计划项目（2015KTCL02-25）；中央高校基础科研业务费（2452015056）

孙文浩（1990—），男，山东济南人，硕士研究生，研究方向为农业水土工程。E-mail：sunwenhao-1＠163.com

杨世伟（1974—），男，内蒙古赤峰人，博士，助理研究员，主要从事农业水土资源利用研究。E-mail：yshw007＠163.com