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自工业革命以来,全球温度和大气CO2浓度正在逐年升高。农业土壤作为温室气体重要的“源”和“汇”,对气候变化十分敏感。氧化亚氮（N2O）是一种重要的农业温室气体,与CO2相比具有更大的增温潜势,可以加剧气候变化的进程。虽然气候变化对农业温室气体排放的影响还不确定,但是减少N2O的排放和促进土壤有机碳的积累已经成为农业领域减缓气候变化重要的手段。尽管各国已经实施了一系列减缓气候变化的研究和政策,但是全球温度和大气CO2浓度还在进一步的上升。目前,选择低排放的作物品种,施用硝化抑制剂和生物质炭基肥等是广泛使用的减排方法。然而,在未来升温和大气CO2浓度升高下,这些已有的减排技术能否发挥其现有的减排潜力对缓解气候变化具有重要意义。为了明确升温和大气CO2浓度升高对农业温室气体排放影响,并寻求一个在气候变化下有效的减排措施,本研究依托模拟气候变化野外试验平台,综合评估了升温和大气CO2浓度升高下不同减排措施的减排潜力;再通过培养试验,探究影响升温和大气CO2浓度升高下土壤生物学特性和凋落物品质对有机碳矿化的影响。主要研究结果如下:1.通过田间试验,在模拟升温和大气CO2浓度升高情景下（对照CT、大气CO2浓度升高C+T、升温CT+、温度和大气CO2浓度升高同时升高C+T+）种植扬麦16、苏麦188、镇麦9号和鑫农518四个品种的小麦,测定其产量、养分吸收和温室气体排放情况,综合评估不同小麦品种的减排潜力。结果表明:升温和大气CO2浓度对不同品种小麦产量的影响是一致的,表现为大气CO2浓度升高的增产效应和升温的减产效应。但是不同品种小麦的养分吸收对升温和大气CO2浓度升高的响应不同,尤其是小麦对N的吸收。大气CO2浓度升高下,苏麦188地上部分N的总吸量增幅最大,增幅可达27.54%,也是唯一一个N2O累积排放量在大气CO2浓度升高下有所下降的品种;镇麦9号地上部分N总吸收量增幅最小,同时是N2O排放增幅最大的品种。镇麦9号地上部分N总吸收量在升温处理下降幅最小,N2O的排放在升温处理下是降幅最大的,可达37.86%;而苏麦188和扬麦16在升温下N总吸收量下降幅度较大,N2O排放降幅就较小。综合产量和温室气体排放情况,镇麦9号一个受气候变化影响大,产量降低排放增高的品种,而扬麦16和苏麦188显著优于镇麦9号。2.通过田间试验,将已有的减排手段:硝化抑制剂和生物质炭基肥应用于模拟气候变化平台。在CT、C+T、CT+和C+T+的处理上,再设置化肥（CF）、化肥配施硝化抑制剂（CP）和炭基肥（BF）三个不同的肥料方式处理,并测定其产量、N2O排放、硝化反硝化速率以及相关微生物丰度,全面评估硝化抑制剂和炭基肥在气候变化下的减排潜力及机制。结果表明,硝化抑制剂增加了小麦的产量,增幅为4.82%。尽管升温和大气CO2浓度升高下小麦产量有所下降,与化肥相比,硝化抑制剂仍然保持了对产量的增加作用。硝化抑制剂降低N2O的累积排放量,降幅为15.77%。硝化抑制剂主要通过降低土壤硝化速率、amoA基因丰度、抑制土壤中NH4+-N向NO3--N的转变、减少了反硝化过程的底物、降低nirS基因丰度等抑制N2O排放。在升温和大气CO2浓度升高下,硝化抑制剂仍然表现出显著的减排效果。与硝化抑制剂相比,炭基肥整体上对小麦产量没有显著作用,但在升温和大气CO2浓度升高下表现出了增产作用。生物质炭基肥虽然没有影响土壤硝化和反硝化速率,但是表现出了对N2O的刺激作用,N2O累积排放量增加8.06%,AOB的基因丰度增加33.73%,nirS和nosZ的丰度下降27.41%和32.34%。大气CO2浓度升高没有影响炭基肥对N2O的增加作用,但是升温刺激了炭基肥对N2O的排放。升温和大气CO2浓度升高对炭基肥的减排效果的影响中,nosZ基因丰度的变化可能是关键。3.通过室内培养试验,研究升温和大气CO2浓度升高下,土壤微生物学特性和凋落物品质的变化在土壤有机碳矿化中的重要性。设置三个小试验,气候变化处理的土添加相应气候变化处理的秸秆:CT*CT、C+T*C+T、CT+*CT+和C+T+*C+T+;未经气候变化处理的土添加气候变化处理的秸秆:CT*CT、CT*C+T、CT*CT+和CT*C+T+;气候变化处理土添加未经气候变化处理的秸秆:CT*CT、C+T*CT、CT+*CT和C+T+*CT（*号前为土的处理,*后为秸秆的处理）。结果如下:好氧阶段中,与对照CT*CT相比,C+T*C+T处理累积矿化量显著降低27.62%,C+T*CT也显著降低25.45%,但C+T+*CT累积矿化量却增加35.54%。而厌氧阶段,所有处理间累积矿化量没有显著差异。虽然土壤有机碳的累积矿化量与培养前后ΔDOC显著相关（p<0.05）,与ΔMBC极显著相关（p<0.01）,但却没有表现出与培养前土壤本身DOC和MBC的含量显著相关。综上所述,秸秆凋落物品质的变化并未对土壤有机碳周转产生显著影响,但是土壤本身微生物学特性改变却影响了 土壤的固碳能力:单独升温没有表现出显著影响,但是大气CO2浓度升高促进了土壤有机碳的积累,然而增加了N2O的排放。值得关注的是,温度和大气CO2浓度同时升高下,却表现出了相反的趋势,有机碳矿化量大幅上升。炭基肥和硝化抑制剂在升温和大气CO2浓度升高下都表现出增产效应,并且炭基肥在小麦初期表现出排放较低的趋势,而硝化抑制剂却显著作用于小麦返青后,施用炭基肥当基肥,返青后追施尿素的时候配施硝化抑制剂CP可能是未来气候变化下一种有效的增加作物产量以及缓解气候变化的施肥方式,而且减少硝化抑制剂的施用次数可以大大降低经济成本和对环境的危害。