内蒙古河套灌区是我国重要的粮油生产基地,土壤盐碱化较为严重,气候干旱寒冷,每年土壤冻融时间长达180 d左右。近年来,一方面,随着全球温度升高,导致大量积雪和土壤冻融环境发生改变,1961年以来内蒙古10年的平均增温达到0.36℃,显著比同期全球（0.12℃）和全国（0.23℃）的增温幅度高,是我国气候变暖最显著的地区之一。另一方面,受季节性冻融作用影响,翌年春播农作物的底墒严重不足,融解期地表水分蒸发强度强烈,表层土壤经过反复冻融作用对整个农田土壤养分流失具有重要的影响,导致越冬作物和春播农作物因严重缺水而减产。因此,研究河套灌区盐碱化土壤性质、剖析土壤温室气体排放机制、提出适宜的减排增产措施显得尤为重要。本研究在充分借鉴国内外已有成果的基础上,于2019年土壤初冻期前设置3种生物炭添加处理（生物炭用量15（D15）、30（D30）t/hm~2和不施加生物炭的对照（CK））,在两年冻融期监测土壤水-热-盐-肥、碳氮状况以及运用静态箱-气相色谱法测定不同处理的土壤周年CO2、CH4、N2O排放通量。得出主要结论如下:（1）生物炭的施加能够在一定程度上提高冻融期耕层土壤温度、p H、电导率、养分含量以及融解指数,降低冻结指数。其中,较对照比,生物炭处理在融解期0-20cm土层土壤电导率增幅较小为10.6%;冻融期土壤速效钾、碱解氮、速效磷含量增幅范围分别达到3.1%～38.1%,1.3%～44.6%,5.4%～80.4%,以施加30t/hm~2生物炭较优。（2）与对照相比,生物炭处理提高了冻融期0-40 cm土层土壤有机碳、全碳含量及碳库指数,增幅最大分别为12.5%～33.6%、12.4%～23.0%、15.0%～59.0%,且各土层土壤碳指标含量大小均表现出0-20 cm大于20-40 cm土层。生物炭的施加降低了第一年初冻期土壤无机氮组分含量,而随着生物炭施入的时间增长,生物炭提高土壤NO3--N和NH4+-N含量的能力逐渐增强,以施加30t/hm~2生物炭较为显著,在融解期最大增幅可达37.6%。（3）在冻融条件下,施加生物炭降低了土壤水分流失,且0-40 cm土层较40-100cm土层水分垂直分布规律明显、储水能力强。土壤冻融时期,各处理的土壤盐分变化规律相似,在0-40 cm土层处的土壤全盐含量始终维持在较高水平,40-100 cm土层则维持较低的水平,且施加生物炭能够较好的降低土壤盐分,降幅达8.5%～31.3%,有效降低了土壤中K++Na+和HCO3-的含量,土壤碱化度有所降低,为春季作物苗期生长提供良好的生长环境。（4）综合分析土壤周年温室气体排放通量变化特征可知,与对照比,生物炭处理抑制各时期盐碱化土壤CO2累积排放量存在差异,其中对作物生长期土壤抑制效果显著,降幅达到9.9%～14.4%。试验期土壤均以吸收CH4为主,且施加生物炭能够促进盐碱化土壤吸收CH4,但随着生物炭的施入时间延长,其降低土壤CH4累积排放量的能力有所减弱。生物炭处理对盐碱化土壤N2O累积排放通量具有显著抑制作用,降幅达到14.1%～59.3%,且不同处理周年N2O排放通量的动态变化基本一致,排放高峰均出现在土壤融解期和作物生长期,尤其作物生长期N2O排放量占整个试验期排放量近一半。综上所述,施用生物炭有效地改善了冻融期盐碱化土壤各理化性质,经历两轮冻融作用,生物炭能在不明显减少土壤CO2排放的基础上,显著抑制N2O排放、促进CH4吸收。因此,在河套灌区盐碱化土壤中施入生物炭对盐碱地治理、农业经济发展和生态环境保护具有重要意义,可为来年作物的生长繁殖提供良好的环境,且生物炭用量30 t/hm~2时施用效果较优。