近几十年来,大气中温室气体浓度不断增加,随之加强的温室效应已经成为一个全球性的环境问题,除了化学燃料燃烧外,农田生态系统是人类活动所产生的温室气体的重要排放源。地膜覆盖因其保温、保水、保肥、抑草等优势在我国西南地区农业生产特别是蔬菜种植中有着广泛的应用,而地膜覆盖后会对菜地生态系统CO₂和CH₄的排放以及碳的固定产生怎样的影响,土壤有机碳及其活性组分又会发生怎样的变化?在全球气候日趋暖化的背景下,这些都是需要迫切解决的科学问题。因此,本研究以西南地区典型的辣椒-萝卜轮作地为研究对象,设置覆膜无氮（MN0）、覆膜低氮（MN1）、覆膜中氮（MN2）、覆膜高氮（MN3）以及常规无氮（CN0）、常规低氮（CN1）、常规中氮（CN2）、常规高氮（CN3）8种试验处理,研究各地膜覆盖对土壤水热条件、土壤养分、土壤有机碳及各活性组分以及不同施氮条件下地膜覆盖对菜地生态系统CO₂和CH₄通量的影响,并揭示其内在的影响机制,为我国农田CO₂和CH₄的减排以及提高土壤的固碳潜力提供理论依据。研究结果表明:1.地膜覆盖对土壤水热条件及土壤养分的影响（1）地膜覆盖能显著提高春夏辣椒种植季土壤温度,其地下10cm、20cm、30cm深土层的季节均温分别比常规种植高2.3℃、2.8℃和2.0℃（p<0.05）,而在秋冬萝卜种植季则改变不明显（p>0.05）。覆膜种植土壤含水率在萝卜种植季显著高于常规种植（p<0.05）,而在辣椒季差异不显著（p>0.05）。（2）两生长季末,地膜覆盖条件下土壤有机质（SOM）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO₃--N）、有效氮磷钾（AN、AP、AK）含量均较常规种植高,地膜覆盖具有一定的保肥作用。2.地膜覆盖对土壤有机碳及各活性组分的影响（1）地膜覆盖显著提高了土壤有机碳（SOC）含量（p<0.05）,在整个观测周期内其SOC均值比常规种植高11.05%。（2）地膜覆盖显著提高了土壤易氧化有机碳（ROC）含量（p<0.05）、在整个观测周期内其土壤ROC比常规种植高12.10%。（3）地膜覆盖对土壤微生物量碳（MBC）含量影响显著（p<0.05）,其在整个观测周期内土壤MBC含量比常规种植高15.43%。（4）覆膜和常规种植土壤溶解性有机碳（DOC）均值分别为86.04、104.52mg·kg-1,两处理DOC含量差异显著（p<0.05）。3.地膜覆盖对土壤CH₄和CO₂浓度的影响（1）在整个观测周期内,地膜覆盖处理10cm、20cm、30cm深土壤中CH₄平均浓度分别为2.20、2.06、1.80mg·m-3,对应的常规处理分别为2.18、2.15、1.90mg·m-3,均随土壤深度的加深而降低;覆膜土壤CH₄浓度在20cm、30cm土层显著低于常规种植（p<0.05）,而在10cm土层差异不显著（p>0.05）。（2）覆膜种植10cm、20cm、30cm土壤中CO₂平均浓度分别为3968.84、5855.31、9191.84 mg·m-3,对应常规种植CO₂平均浓度分别为3382.83、4178.57、6791.73 mg·m-3,均随土壤深度的加深而升高;覆膜种植在20cm、30cm土层CO₂浓度显著高于常规（p<0.05）,在10cm土层差异不显著。（3）地下10cm、20cm深土壤中CH₄浓度与地表空气中CH₄浓度极显著相关（p<0.01）,而30cm深土壤中CH₄浓度与地表及地下温度极显著相关（p<0.01）;常规种植地下各土层中CO₂浓度受土壤温度的影响,而覆膜种植土壤各土层CO₂浓度则对温度变化不敏感。4.地膜覆盖和氮肥施用对菜地CH₄排放的影响（1）在整个观测周期内,各处理土壤CH₄通量无明显的季节变化特征,覆膜种植的MN3、MN2、MN1和MN0处理CH₄排放通量的均值分别为-7.75、-8.32、-4.02、-9.94μg·m-2h-1,与之对应的常规种植CN3、CN2、CN1和CN0处理CH4排放通量均值分别为-1.86、-8.55、-7.76和-9.32μg·m-2h-1,氮肥施用和地膜覆盖对CH₄排放通量无显著影响（p>0.05）。（2）在整个观测周期内,各处理土壤均表现为大气CH₄的汇,覆膜种植的MN1、MN2和MN3处理的CH₄累积排放量分别为-0.28、-0.55和-0.48kg·hm-2,常规种植的CN1、CN2和CN3处理CH₄累积排放量分别为-0.54、-0.55和-0.17kg·hm-2,两生长季内且地膜覆盖和氮肥施用对CH₄累积排放均无显著影响（p>0.05）。（3）对于两种种植方式,温度、各相邻界面浓度差等扩散条件是影响土壤CH₄通量的主要因素,另外土壤水分含量也与CH₄排放通量有正相关关系。5.地膜覆盖和氮肥施用对菜地生态系统呼吸速率的影响（1）覆膜种植的MN3、MN2和MN1处理的生态系统呼吸速率的均值分别为837.20、698.96和772.34mg·m-2h-1,与之相对应的CN3、CN2和CN1处理生态系统呼吸速率的均值分别为853.37、869.72和861.10 mg·m-2h-1,氮肥施用对菜地生态系统呼吸速率无显著影响（p>0.05）,而地膜覆盖显著提高了中氮和高氮条件下的生态系统呼吸速率（p<0.05）。（2）温度与覆膜和常规种植条件下菜地生态系统呼吸速率均呈显著的指数相关关系,覆膜条件下菜地生态系统的呼吸速率对温度的敏感性不如常规种植高。（3）地膜覆盖能降低各施氮条件下土壤呼吸速率,一定量氮肥施用可以促进土壤呼吸,超过一定量土壤呼吸受到抑制。6.地膜覆盖和氮肥施用对菜地CO₂的净交换通量的影响（1）覆膜和常规种植条件下CO₂净交换通量的2小时间隔日变化两处理均表现在11:00-13:00间达到最大净吸收,在19:00²1:00间到最大的净排放,9:00-11:00净交换通量可大致代表24小时CO₂平均净交换通量。（2）在整个观测期内覆膜种植的MN1、MN2和MN3处理菜地的累积固碳量分别为9.10、10.80和13.04 t·hm-2,与之相对应的CN1、CN2和CN3处理分别为8.33、10.93和12.72 t·hm-2。在两生长季,地膜覆盖和氮肥施用均能不同程度提高菜地生态系统对碳的固定。