近几十年来,随着大气中温室气体浓度的逐渐升高,温室效应早已成为一个全球性的环境问题。除了化石燃料燃烧外,农业土壤中CO₂、CH₄和N₂O的释放是人类活动所产生的温室气体的重要源,而CO₂和CH₄在农业温室气体排放中占主导地位。地膜覆盖在我国农业生产中有着广泛的应用,尤其在蔬菜种植过程中。目前大量研究已证实地膜覆盖具有保水、保温、保肥、抑草和增产等优势。然而,地膜覆盖对菜地生态系统CO₂和CH₄排放及土壤理化性质会产生如何影响?目前还缺乏相关的研究。本文选取辣椒-萝卜轮作菜地为试验对象,于2014年5月²016年3月在农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站进行了为期两年的野外观测试验,设置覆膜无氮（FN₀）、低氮（FN₁）、中氮（FN₂）、高氮（FN₃）和常规（不覆膜）无氮（NN₀）、低氮（NN₁）、中氮（NN₂）、高氮（NN₃）8个处理。研究地膜覆膜和氮肥施用对菜地生态系统CO₂和CH₄排放和影响因素以及地膜覆盖对菜地土壤中有机碳及活性组分、水热条件等的影响,揭示地膜覆盖对温室气体排放影响机制,为我国农田CO₂和CH₄的减排提供理论依据。研究结果表明:1.地膜覆盖对土壤水热条件及土壤碳、氮素组分的影响（1）两年种植期内,覆膜和常规的土壤平均含水率分别为18.76%和17.98%,覆膜明显提高土壤含水率（P<0.05）;覆膜明显提高土壤10、20、30 cm土层温度（P<0.05）,平均提高了0.77、0.69和1.03℃;而覆膜对土壤Eh和pH无显著影响。（2）两年种植期内,覆膜和常规土壤有机碳（SOC）均值分别为22.47和20.46g·kg^-1,覆膜明显高于常规（P<0.05）;覆膜和常规土壤可溶性有机碳（DOC）平均值分别为68.95和80.83 mg·kg^-1,常规DOC明显高于覆膜（P<0.05）;而覆膜对土壤微生物量碳（SMBC）和易氧有机碳（ROC）没有明显影响。2.覆膜和氮肥对作物产量及吸氮的影响（1）FN₁、FN₂、FN₃辣椒产量分别为1.87、2.19和1.93 kg·m^-2,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃产量分别为0.94、1.80、1.79和1.97 kg·m^-2,FN₀、FN₁、FN₂、FN₃萝卜产量分别为7.38、13.74、16.46和23.80 kg·m^-2,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃产量分别为6.50、12.82、15.52和17.80 kg·m^-2。说明施用氮肥后提高作物产量,促进作物地上地下生物量的增长,但在夏季气候温润,湿度较大,雨量充沛的情况下,覆膜处理产量增加不明显,即覆膜能够增产并不是决定因子。（2）FN₀、FN₁、FN₂、FN₃萝卜体内全氮分别为3.75、5.22、7.14和7.78 g·kg^-1,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃分别为1.97、3.88、5.17和6.50 g·kg^-1;FN₀、FN₁、FN₂、FN₃叶子体内全氮分别为9.80、11.76、12.21和25.53 g·kg^-1,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃分别为5.42、8.20、9.62和10.05 g·kg^-1,作物体内氮的含量随施氮量的增加而升高,同时覆膜明显高于常规处理,说明覆膜和施氮能够增强作物吸氮的作用。3.覆膜对菜地土壤剖面CH₄和CO₂浓度的影响（1）种植期内,覆膜处理地下10、20和30 cm土层CH₄浓度分别为2.31、2.18和1.92 ppm（1 ppm=10-6 V/V）,常规分别为2.33、2.20和1.97 ppm,覆膜和常规处理中CH₄浓度随土壤深度的加深而降低,然而覆膜对各土层中CH₄浓度影响不明显。地表CH₄浓度与覆膜和常规地下10、20和30 cm土层CH₄浓度呈显著正相关（P<0.05）,地表温度、地下10和20 cm土层温度对土壤CH₄浓度无影响,但覆膜和常规30 cm土层CH₄浓度与地下和地表温度呈极显著正相关（P<0.05）。（2）在两年种植期内,常规地下10、20和30 cm土层中CO₂年平均浓度分别为3461.16、3985.41和6050.00 ppm,覆膜分别为3907.56、5335.37和8167.39 ppm。地下10 cm土层中,覆膜和常规CO₂年平均浓度差异性不显著,而20和30 cm土层中,覆膜CO₂年均浓度明显高于常规（P<0.05）,且CO₂年平均浓度随深度加深而增加。除了覆膜处理10 cm土层CO₂浓度与地表温度不相关外,其余覆膜和常规CO₂浓度与地表温度和各个土层之间温度呈显著正相关关系。4.覆膜和氮肥对菜地生态系统CH₄排放通量的影响（1）FN₀、FN₁、FN₂、FN₃处理的CH₄年平均排放通量分别为-6.92、3.12、-3.64和-2.93μg·m^-2h^-1,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃处理的年平均值分别为-11.71、-10.03、-0.931和-6.23μg·m^-2h^-1,FN₁明显高于FN₀和NN₁的CH₄排放通量（P<0.05）,而NN₀和NN₁明显低于NN₂的CH₄排放通量（P<0.05）,表明覆膜和氮肥促进了CH₄的排放或是减少CH₄的吸收。（2）覆膜和常规CH₄排放通量与土壤含水率、地下5 cm温度、Eh和pH相关性不显著。而覆膜和氮肥促进土壤NH₄⁺-N积累,NH₄⁺会抑制CH₄的氧化,从而促进CH₄的排放或是减少CH₄的吸收。5.覆膜对菜地土壤呼吸速率的影响（1）2015年3月至2016年3月,NN₂和FN₂土壤呼吸速率平均值分别为293.04和226.27 mg·m^-2h^-1;种植前对不同处理连续采样三天,FN₀、FN₁、FN₂、FN₃的平均土壤呼吸速率分别为147.02、259.21、225.92和211.79 mg·m^-2h^-1,NN₀、NN₁、NN₂、NN₃的平均值分别为219.14、378.65、393.29和345.20 mg·m^-2h^-1（指三个种植季的平均值）。表明覆膜明显降低土壤呼吸速率,同时氮肥能够促进土壤呼吸速率,但施用氮肥量过多反而会抑制土壤呼吸速率。（2）地下5cm温度、含水率、SOC和DOC均会影响土壤呼吸速率,pH、MBC、ROC与土壤呼吸速率相关性不明显。覆膜和常规呼吸速率对温度变化敏感指标Q10分别为1.62和1.75,覆膜后会降低土壤呼吸速率对温度的敏感性。6.覆膜和氮肥对菜地生态系统呼吸速率及CO₂净交换通量（1）FN₁、FN₂明显低于NN₁、NN₂（P<0.05）,FN₀明显低于FN₁、FN₂、FN₃的生态呼吸量（P<0.05）,NN₀明显低于NN₁、NN₂、NN₃（P<0.05）,即覆膜能够降低生态呼吸速率,施用氮肥会促进生态呼吸速率。覆膜后明显降低对地下5cm温度和地表温度的敏感性;地下5cm温度对生态系统呼吸敏感性比地表温度和大气温度敏感。（2）FN₃显著高于NN₃的CO₂净交换通量（P<0.05）,其余差异性不显著,即覆膜能够增大CO₂净交换通量,发现覆膜和常规都表现为随氮肥水平增加,CO₂净交换通量也增大,但超过一定量会抑制CO₂净交换通量。