位于东北地区的黑土素以有机质和肥力高著称,但是自开垦以来,肥力不断退化。其中的核心问题是土壤有机碳（SOC）衰减,黑土地是过去30年我国唯一呈现SOC含量下降的地区。与此同时,SOC的组分特征也因耕种和施肥等措施的影响发生显著变化。这必然影响土壤碳氮转化的微生物过程,进而改变温室气体氧化亚氮（N2O）排放。施用有机肥是实现黑土地SOC含量和耕地质量提升的重要手段,但是大量活性碳氮底物的输入可能会诱导N2O排放增加进而抵消土壤固碳的积极作用。土壤N2O排放对有机肥施用的响应存在很大不确定性,主要与有机肥物质构成有关。目前东北黑土区N2O排放与内源（SOC）和外源（有机肥）碳组分的耦联效应尚不明确。探究不同开垦年限背景下黑土 N2O排放强度差异、有机碳组分特征变化对N2O产生过程的影响机制、N2O排放对施用不同碳组分特征有机肥的响应对加深黑土碳氮循环过程的认知和制定有效的固碳减排措施尤为重要。本研究结合原位监测和15N同位素示踪技术,评估不同有机碳组分特征下黑土 N2O的排放强度,并解析其产生过程;基于添加不同碳组分有机肥的室内培养试验,探明黑土 N2O排放对外源碳输入的响应机制。在不同开垦年限（30和85年,CY30和CY85）形成的具有不同SOC组分特征的黑土农田分别设置田间原位试验,包括不施氮磷肥（CK）、施氮肥（NF）、施磷肥（PF）和施氮磷肥（NP）四个处理。采用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,同时测定土壤温度、含水量、无机氮、可溶性有机碳（DOC）含量等指标以阐明影响不同农田土壤N2O排放特征差异的关键因子。结果表明,土壤温度、含水量,特别是活性有机碳含量是影响全年期间N2O排放通量季节性变化的关键因素。总体上,较低的土壤含水量限制反硝化作用的进行,导致CY85黑土 N2O全年背景排放量（0.40 kg N ha-1）和肥料氮诱导N2O排放系数（0.58%）均处于较低水平,与黑土区的平均水平相近。然而,开垦年限较短的CY30黑土因其DOC含量较高且芳香度（SUVA）较低,硝化和反硝化能力较强,导致N2O排放量较高,其N2O背景排放量和排放系数分别是CY85的2.8、1.4倍。采用15NH4NO3和NH415NO3同位素双标记法,研究了不同碳组分特征黑土（CY30和CY85农田）N2O产生过程,量化自养硝化、异养硝化和反硝化作用对N2O产生的贡献率。结果发现,60%孔隙含水量（WFPS）水分条件下两种土壤N2O的产生过程均以硝化作用为主（贡献率达80.5-80.7%）;相反,反硝化作用对N2O产生的贡献率较低,仅为19.3-19.5%。CY30 土壤中,自养硝化对N2O的贡献率为45%,显著高于CY85 土壤,这是野外研究中CY30 土壤具有较高N2O排放的重要原因。此外,异养硝化是农田黑土 N2O产生的重要来源,并且对CY85 土壤N2O产生的贡献率显著高于CY30（47.5%vs.35.9%）。进一步分析发现,CY85 土壤芳香碳组分含量显著高于CY30,表明其有机碳潜在活性较低;与CY30（pH=7.14）相比,CY85 土壤出现明显酸化（pH=5.99）,并且其真菌丰度、真菌/细菌比值均显著高于CY30土壤,从而导致CY85土壤异养硝化对N2O产生的作用增强。异养硝化产生N2O能力低于自养硝化,因此CY85土壤中N2O排放量较低。利用室内培养试验,探究有机肥添加影响N2O排放的效应及碳组分机制。设置两个氮水平（N0和N100）、不加有机肥和6个添加不同原料制成的有机肥,共14个处理,动态测定培养期（365天）N2O排放通量,并分析有机肥性质及结构特征。结果表明,施用有机肥总体上促进黑土 N2O排放,特别是加氮条件下;但是在不同培养阶段,不同种类有机肥对N2O排放的影响存在显著差异。培养前期有机肥对N2O排放的快速刺激作用主要与其带入的无机氮含量正相关,但是活性有机碳与木质素酚“共代谢”分解可能通过促进微生物对氮素的同化作用进而削减有机肥对N2O排放的促进作用。在培养中后期,纤维素和半纤维素成为有机肥调控N2O排放的关键组分。氮添加有利于后期惰性木质素单体分解,促进含氮有机组分矿化,进而增强N2O排放对有机肥的正响应。总体来看,黑土 N2O排放对低氮、高木质素酚含量有机肥施用的响应较弱。