华北平原是中国重要的粮食产区，氮肥过量投入是目前该地区冬小麦／夏玉米轮作体系中存在的普遍问题。过量的氮肥施用不仅降低了氮肥的利用率，而且会引起N₂O的大量排放并抑制农田土壤对甲烷的吸收。本研究建立了N₂O／CH₄连续自动观测系统，利用该系统在2002-2003年对传统和优化的氮肥管理体系的N₂O排放和CH₄吸收进行了两个轮作周期的连续观测，以明确冬小麦／夏玉米轮作体系的N₂O排放和CH₄吸收的特征及其减排潜力。主要研究结果如下： 本研究构建的N₂O／CH₄连续自动观测系统每天每个处理可分别获得20个N₂O和CH₄的排放通量值，能够准确的捕捉N₂O的日排放变异。 利用N₂O／CH₄连续自动观测系统评价了常用的箱法间歇采样N₂O测定方法。结果表明，不同采样时间对间隔采样的计算结果影响很大，在7：20-18：00的模拟采样时间中，随着采样时间的延后计算的N₂O排放结果具有先升高后降低的趋势，与N₂O的日排放规律相一致。其中，14：30采样计算的排放量最大，比最低值（7：20采样）高254％。 在冬小麦／夏玉米轮作体系农民传统的水肥管理处理中，2001-2002和2002-2003两个轮作周期内测得的N₂O的排放量分别为1959 gN hm^-2和1250 gN hm^-2，N₂O的排放主要集中在每次施肥和灌水之后的两周内，其中夏玉米十展叶期追肥后两周内N₂O的排放速率最高，2002年和2003年分别达到5.06 mg m^-2d^-1和5.60 mg m^-2d^-1。 冬小麦／夏玉米轮作体系农田土壤是CH₄的净吸收库，2001-2002和2002-2003两个轮作周期内测得的CH₄的吸收量分别为2303 g C hm^-2和1468 g C hm^-2。在本研究中CH₄的背景浓度与土壤对CH₄的吸收密切相关。 应用氮肥实时监控技术进行优化施氮，与传统施氮相比可以降低氮肥用量70.8％-76.4％，但作物产量不减，而N₂O排放量比传统施氮处理降低了61％-71％，CH₄吸收量比传统处理增加7.7％-24.6％。 通过对各种排放源进行温室效应增温潜力（GWP）的计算，优化施氮处理在轮作周期的GWP为1027kg(CO_{2 equ})hm^-2，比传统施氮处理降低了72.9％。其中，优化施氮处理氮肥用量降低导致的CO_{2 equ}排放降低贡献率最大（75.0％），其次是N₂O排放量的降低（24.5％），促进甲烷吸收的减排效果最小（0.5％）。