自工业革命以来,随着经济的飞速发展,人类活动加速对生态环境的破坏,大气环境逐渐恶化,致使全球气温不断上升。在碳素循环中,陆地生态系统对全球的碳平衡发挥的重要作用,而在陆地生态系统中除了由于石油,煤等燃料燃烧造成的工业排放,人类活动影响最大的是农业生态系统。因此深入研究农田土壤呼吸CO2排放过程对农田减排固碳,维持生态碳平衡,减少温室气体排放具有重要意义。松嫩平原耕地面积559万hm2,土壤肥沃,是黑龙江省和国家的重要商品粮食基地,主要以玉米、大豆种植为主,但针对松嫩平原黑土区农田土壤CO2等温室气体的排放及碳足迹缺少系统研究和报道。本试验通过静态箱法测定松嫩平原玉米、大豆田土壤CO2排放通量,研究玉米、大豆田土壤CO2排放规律及其与土壤温度、水分的关系,并对松嫩平原玉米、大豆田碳足迹进行估算,结果表明:农田土壤CO2排放通量均呈现明显的季节性变化,在雨水充沛、温度较高的6、7、8月CO2排放通量维持较高的水平,而在4月和11月排放通量较低,总体呈现单峰曲线;秸秆还田处理的最大通量、平均通量以及全年土壤CO2排放总量均高于秸秆不还田处理。农田土壤CO2排放通量与土壤温度呈显著相关关系,线性方程、二次方程和指数方程均能良好的模拟两者的关系(P<0.01),其中三种方程R2值表现为,指数方程>二次方程>线性方程,但三者未表现显著的差异;三种方程的R2值均表现25 cm>20 cm>15 cm>10 cm>5 cm,其中玉米田5 cm土层与20 cm、25 cm土层达到显著水平,大豆田5 cm土层与25 cm土层达到显著水平,说明深层土壤温度与CO2排放通量相关性高于浅层土壤。7.6 cm与12 cm土层体积含水率变化未表现明显的规律性并且与农田土壤CO2排放通量除个别外均未达到显著相关性,线性方程、二次方程和指数方程均不能良好的拟合两者的关系,表现不显著。采用根去除法估算根呼吸对土壤呼吸的贡献率,结果表明,在玉米整个生育时期,玉米根系呼吸贡献率变化范围为3.0%~54.3%,平均为35.1%;在大豆整个生育时期,大豆根系呼吸贡献率变化范围为5.1%~71.3%,平均为24.3%。通过两种路径对玉米、大豆田碳足迹进行了估算,结果表明,在全环路径下,玉米、大豆田均呈现碳汇效应,玉米田平均碳足迹为10609.4 kg Ce·hm-2·a-1,大豆田平均碳足迹为1598.2kgCe·hm-2·a-1;在半环路径下,玉米、大豆田均呈现碳源效应,玉米田平均碳足迹为-2045.4kgCe·hm-2·a-1,大豆田平均碳足迹为-2028.4 kgCe·hm-2·a-1;在农田间接投入碳足迹中,化肥和柴油贡献率较高,在玉米田约占85.7%~96.1%,在大豆田约占70.5%~87.4%。通过对粮食碳成本的计算,结果表明,玉米平均碳成本为0.17 kg(Ce)·kg-1,大豆平均碳成本为0.69 kg(Ce)·kg-1。通过以上茬作物的有机物料还田碳与土壤CO2净排放碳量的差值作为土壤碳平衡特征,结果表明,在秸秆还田处理中,有机物料还田碳量大于土壤CO2排放碳量,其差值均为正值,STR-C处理每年固碳量为3465.5 kgC·hm-2·a-1,STR-S处理每年固碳量为3370.8 kgC·hm-2·a-1;在秸秆不还田处理中,有机物料还田碳量小于土壤CO2排放碳量,其差距均为负值,STM-C、RC和STM-S处理分别每年释放碳量为370.7 kgC·hm-2·a-1、290.7 kg C·hm-2·a-1、645.3kgC·hm-2·a-1。