近些年全球气候变暖正逐渐成为人类面临的巨大威胁,是人类必须共同面对的重大挑战。多数学者认为温室效应加剧是造成全球变暖的重要原因,而温室效应增强主要归因于人类活动导致全球温室气体浓度显著的增加。据估计,大气中每年有5%-20%的CO2、15%～30%的CH4、80%-90%的N20来源于土壤,农田土壤是温室气体的重要排放源。因此农田生态系统中CO2、CH4和N20的排放与吸收在温室气体变化和全球变暖研究中具有十分重要的地位,作为大气CH4和N20的关键排放源长期受到国内外的普遍关注。在上海市科技崇明专项课题项目：“崇明岛农业活动和土地利用变化温室气体清单编制(10DZ1200602)”的支持下,本研究在上海崇明岛常年大田设置试验小区,选取稻麦轮作田作为研究对象,采用静态箱—气相色谱法对一个完整稻麦轮作周期中农田温室气体(CO2、CH4和N20)排放进行长期连续的原位监测,分析稻麦轮作农田生态系统温室气体排放的时间变化规律及排放通量特征,探讨了温度、土壤理化指标、秸秆还田等影响因子与温室气体排放之间的关系,基于实测估算了研究区稻麦轮作田温室气体排放总量,并对其温室效应作出了综合评价。运用DNDC模型对研究区稻麦轮作生态系统温室气体的排放量进行模拟估算,探讨了DNDC模型在崇明稻麦轮作田的适用性。取得的主要结论有：(1)农田CH4和N2O的显著排放只出现在水稻生长季,且透明箱与暗箱测得通量季节变化趋势具有高度一致性。水稻田总体是CH4和N2O的排放源,考虑白天光照即正常大田情况下,表现为CO2的吸收汇。冬小麦生长季农田表现为CH4的吸收汇,CO2和N2O的排放源。(2)水稻生长季温室气体通量具有明显的季节变化规律。C02通量在考虑白天光强影响下,水稻幼苗期农田为微弱的排放源,之后随着作物生长及环境因子的改变逐渐为吸收,拔节期达到C02最大吸收量,之后吸收能力逐渐减弱,至成熟期再次为C02排放。稻田系统呼吸排放的C02(暗箱)通量极小值和极大值分别出现在幼苗初期和拔节中期,水稻拔节期的值较高,而其他生长阶段C02通量值相差不大。水稻生长初期稻田CH4为排放,通量值不断增大,分蘖期达到最大排放量,进入9月中上旬水稻出穗开花期后稻田CH4排放通量陡降,且始终处于极低水平；在水稻结实成熟期和季后休耕期表现为CH4吸收汇。在水稻生长前期不断增大,拔节期之后持续处于低水平,结实成熟期通量略有上升,但幼苗期稻田表现为大气N20的吸收汇。(3)小麦生长季,小麦-土壤生态系统与大气间CO2净交换(透明箱)在拔节期之前均表现为微弱的净排放,到抽穗-扬花期逐渐转变为吸收,随着小麦生长进入灌浆-乳熟期再次转变为排放源。小麦系统呼吸排放的CO2(暗箱)通量生长前期排放较少,从拔节期到抽穗期C02通量呈快速上升趋势,峰值期出现在5月中下旬的小麦灌浆-乳熟期。麦田CH4通量在播种-出苗期、分蘖-越冬-返青为排放,拔节期、出穗-扬花期及灌浆-乳熟期均为吸收。N20通量在小麦生长前期较多,之后呈下降趋势,在抽穗-扬花期最少,灌浆-乳熟排放再次增大。总体而言,冬小麦生长季CH4与N2O的排放及吸收量均很小,对于区域农田温室气体排放总的温室效应影响不大。(4)作物生长旺盛阶段农田cO2通量日变化规律明显,白天生态系统与大气间C02交换表现为吸收,夜间表现为排放,且C02通量随作物不同生长阶段温度和光辐射强度的不同而不同。崇明晴日较少,多阴雨天气,农田环境因子变化较大,CH4通量与N20通量日变化随机性较大,多成非规律性波形变化。(5)温度、土壤含水率、SOM、C/N. NH4+-N、NO3--N对农田温室气体通量大小存在一定影响。整个稻麦轮作周期内CH4、N2O及暗箱C02(即呼吸排放CO2)通量与环境温度、不同深度地温及箱温的相关性均达到了显著/极显著水平；稻麦轮作周期土壤含水率与CH4通量呈极显著正相关关系(r=0.653,p＜0.01),麦季农田表层土壤含水率与N20通量值呈显著负相关关系(r=-0.474,p＜0.05)。稻麦轮作田CH4通量值与C/N比间存在极显著正相关关系(r=0.496,p＜0.01)；稻田CH4通量与农田耕作层SOM平均含量之间存在极显著正相关性(r=0.472,p<0.01),耕作层土壤NH4+-N含量与CH4排放通量均呈显著正相关关系(r=0.392,p＜0.05), NO3--N含量范围内其与N20通量值存在极显著正相关关系(r=0.753,p<0.01)。(6)秸秆直接还田和稻杆焚烧还田两种秸秆还田处理显著影响后茬冬小麦生长季C02的排放,对N20排放的影响不大,而冬小麦农田无论吸收还是排放cH4其平均通量都较小,对冬小麦生长季总温室气体排放影响不大。冬小麦田温室气体的排放主要是由于CO2的排放造成的,秸秆直接还田能够促进农田CH4和N2O的排放,但由于稻杆焚烧还田对CO2排放的促进作用,使得其对温室效应的贡献达到稻杆直接还田处理的近1.59倍之多。(7)基于实测估算得到稻麦轮作田主要温室气体(CO2、CH4以及N20)排放量,水稻生长季农田表现出对大气CO2的固定,温室气体的排放以非C02为主,小麦生长季温室气体排放则以C02为主。经估算,该试验田稻季上述3种气体对温室效应的贡献为793.211kgCO2·hm-2,麦季为994.424kgCO2·hm-2。对CH4、N20通量的模拟显示,DNDC模型对于本研究区稻麦轮作田温室气体排放情况模拟的适用性仍需要进一步验证,单就本研究结果来看,对稻季农田CH4通量的模拟较好,具有较强可靠性。