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华北地区农田是我国的重要粮食和蔬菜生产基地，多年不合理的管理方式极易促进氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO)的排放，因而实现该地区的农业可持续发展是一项极具实践意义的工作。本论文针对这一问题开展田间试验研究，希望取得的研究结果能为华北地区农业生产的优化管理决策提供科学依据。针对华北东部地区两种典型作物种植系统——冬小麦-夏玉米轮作系统和冬小麦-蔬菜（大葱）轮作系统，通过连续开展一至两个完整轮作周年的田间试验（分别采用人工静态箱-气相色谱法和人工静态箱-化学发光法原位测量N2O和NO排放通量），研究氮肥种类、施氮水平、秸秆还田和耕作方式对N2O和NO排放的影响效应，并通过分析气体排放通量与氮素利用率(NUE)、环境因子和土壤碳氮底物含量的关系，探讨这些管理措施影响这两种气体排放的机制。主要结果如下: 在冬小麦-夏玉米轮作农田开展的施氮水平比较试验，结果显示:不施氮肥对照处理的N2O和NO排放量分别是0.65±0.08和0.42±0.10 kgN ha-1yr-1，而农民习惯施肥处理的N2O和NO排放量最高，与之相比，降低1/3施氮量可以显著降低N2O排放，提高作物NUE，但是对NO排放没有显著影响;施肥引起的N2O排放量与NUE呈显著的负指数相关关系;值得注意的是，农民习惯在玉米追肥期降雨前撒施化肥，在遇到连续强降雨的情况下，这种施肥方式容易引起N2O的强烈排放，因而应当避免使用这种施肥方式。这些结果表明，就保证作物产量而言，在农民习惯用氮水平基础上减少1/3施氮量，可以作为当地的一个优化的施肥措施，但是对于同时减少N2O和NO排放，还需要配合其他管理措施。 在冬小麦-大葱轮作农田开展的施氮水平比较试验结果表明:不施氮肥对照处理的N2O和NO排放量分别是1.16±0.12和0.29±0.03 kg N ha1yr-1;农民习惯施肥处理的N2O和NO排放量最高，与之相比，减少1/3施氮量，能显著降低N2O排放，但是对NO没有明显作用，而减少1/2施氮量则可以同时降低N2O和NO排放，并降低两种气体的年直接排放系数;施肥引起的N2O和NO的排放与NUE均呈现负指数相关关系。这些结果说明，就保证作物产量并同时削减两种气体的排放而言，在农民习惯施肥水平基础上减少1/2施肥量可以作为当地一个优化的施肥措施。 冬小麦-夏玉米/大葱轮作农田的秸秆还田试验结果显示:与秸秆不还田对照处理相比，冬小麦-夏玉米轮作农田秸秆还田明显降低了N2O和NO年排放量，降幅分别达21％和19％，年直接排放系数降幅分别达24％和22％;冬小麦-大葱轮作农田秸秆还田明显降低了NO年排放量，降幅达21％，但对N2O排放没有明显影响;在不同生长季，不同轮作农田秸秆还田由于不同的还田方式因而对这两种气体的排放表现出不同的影响效应;对于两种典型作物轮作系统来说，秸秆还田明显增加当季作物生物质产量或者经济产量，提高作物的NUE，不同秸秆管理措施下施肥引起的N2O排放量与NUE之间存在显著的负指数相关关系。这些结果表明，就提高作物产量并同时减排N2O和NO或这两种气体之一而言，秸秆还田是一种可持续的农业生产管理措施。 对于冬小麦-夏玉米轮作农田，与农民习惯施氮量处理相比，在削减施氮量1/3的同时，还采用了有机肥和常规化学氮肥或和缓释化学氮肥配施方式，都可以显著降低N2O和NO年排放量(两种配施方式分别减少38-48％和45-50％)及两种气体的年直接排放系数（两种配施方式分别减少20-39％和34-44％）。此外，与单施等氮量的化肥相比，两种配施方式还进一步降低21-34％的年N2O排放量和45-50％的年NO排放量，单位粮食产量的N2O和NO排放量也显著降低。这些结果表明，就保护环境同时稳定产量而言，有机肥和常规化肥或和缓释肥配施，是两种值得推荐的施肥方式。 对于冬小麦-夏玉米轮作农田，与全年免耕处理相比，仅在小麦播种前进行旋耕（玉米播种前仍免耕）的耕作方式，会对翻耕后1个月之内以及下一个作物生长季的N2O和NO排放有明显影响。在冬小麦播种后1个月内，免耕处理促进了土壤NO排放，同时降低了N2O排放;然而免耕处理同时显著降低了玉米季的NO和N2O排放。从周年尺度来看，虽然两种耕作措施下的N2O和NO年排放量并没有差异，但是免耕处理显著降低了年N2O和NO排放强度（即单位作物年产量的排放量）。以上结果表明，免耕处理可能是一种值得推荐的管理措施。不过，由于本论文只开展了一年的试验，上述结果尚需要更长时间尺度田间试验结果的检验。 实施不同管理措施的冬小麦-夏玉米/大葱轮作农田，其N2O和NO排放都存在明显季节变化和年际变化，这主要是受到环境因子和土壤碳氮底物含量共同影响的缘故。对于冬小麦-夏玉米轮作农田，土壤温度、土壤湿度以及土壤碳氮底物含量对N2O或NO通量的共同影响，显著的遵循阿伦尼乌斯动力学和米氏动力学联合机制。另外，本论文运用了扩展的经典“hole-in-the-pipe”模型，同时考虑无机氮、土壤湿度、温度的影响。和原模型相比，该扩展模型对冬小麦-夏玉米/大葱轮作农田的N2O+NO通量变化解释率分别增加了一倍左右（决定系数从41％以下提高到68％以上）和13-17倍(决定系数从5-8％以下提高到86-91％)。