中文摘要：

大气二氧化碳浓度持续升高引起的生物量和质的变化将会对陆地生态系统土壤碳循环和养分循环产生一定影响。利用FACE(free-air CO2 enrichment)平台，同位素技术，研究大气CO2浓度上升对稻田土壤中的C、N转化过程如有机质矿化和土壤氮素的硝化反硝化机制等的影响，建立稻田土壤中C、N转化机理模型，预测并定量描述大气CO2浓度升高影响下水稻土中C、N转化，为确定土壤基础肥力、科学施肥以及

结论摘要：

为了阐明大气CO2浓度升高条件下，土壤碳、氮转化规律和CH4排放增加的机理，利用FACE试验连续进行了3年的土壤和水稻、小麦秸秆，以大气CO2浓度试验的材料为对照，在正常大气CO2浓度和升高CO2浓度（约1000 ml l-1）条件下，研究了土壤有机碳矿化和水稻、小麦秸秆的分解及其产物；FACE处理土壤对水稻和小麦秸秆分解及其产物的影响；氮供应水平对秸秆分解及其产物的影响和机理。实验结果表明连续3年FACE处理后，土壤有机碳增加11%，矿化速率提高，矿化产物中CH4比例升高。FACE处理降低水稻和小麦秸秆N含量，提高C/N比，增加水稻秸秆的可溶性成分73%，但小麦秸秆的组成变化不显著。水稻秸秆的分解加快，分解产物中CH4比例升高。这些FACE处理效应都有利于提高稻田CH4排放。在施用秸秆时，增加氮素供应，减少有机酸的积累，增加CH4排放，表明在氮素缺乏的情况下，不仅抑制甲烷氧化菌，也抑制产甲烷菌的生长和活性。在实验规律的基础上建立了稻田生态系统氮素循环模型，该可以很好地模拟氮肥在稻田生态系统各分室中的分配，为大气CO2浓度升高条件下，稻田氮肥管理及其环境影响评价提供了分析和预测手段。