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采样分析陇中黄土高原地区农田退耕种植苜蓿3a、5a、8a后0-5、5-10、10-20cm土层土壤碳氮含/储量,并用静态箱—气质联用法对样地土壤系统、土壤-植被系统的CO2、N2O排放通量进行了测定,研究农田退耕还草措施对土壤碳氮库及CO2、N2O释放通量的影响。主要研究结果如下:1.退耕还草措施能够提高贫瘠土壤总有机碳（TOC）和总氮（TN）含量,且随苜蓿种植年限的延长效果增强。首年弃耕的休闲对照农田土壤TOC、TN基础含量很低,土壤贫瘠,0-5、5-10、10-20cm的TOC含量分别为2.49、2.53和2.46 g·kg-1,0-20cm的平均值为2.49 g·kg-1;TN含量在各层中均为0.23 g·kg-1。退耕后各年限草地土壤0-5、5-10、10-20cm TOC、TN含量均较对照休闲农田有所增加,且随退耕年限的增加呈连续正增长趋势。其中TOC、TN在0-5cm表层的变化最大,在该层退耕3a、5a、8a后TOC分别较对照休闲农田提高16.9%、39.4%和69.5%,TN提高12.5%、33.3%和58.3%,各退耕年限间二者含量均达5%的显著性水平差异。退耕3a、5a、8a的草地0-20cm的TOC平均含量分别为2.68、2.98和3.35 g·kg-1,比对照休闲农田提高7.6%、19.8%和34.5%。0-20cmTN平均含量分别为0.25、0.28和0.31 g·kg-1,比对照增加8.7%、21.7%和34.7%。2.贫瘠农田退耕还草后表现出明显的碳、氮固存效应,有很强碳、氮固存潜力。与未退耕休闲农田相比,退耕3a、5a、8a后的草地0-20cm TOC储量分别提高9.12%、20.18%和34.39%,TOC平均固存率分别为0.17、0.23和0.25Mg·hm-2·a-1。同样,退耕3a、5a、8a后的草地0-20cm TN储量分别较对照提高8.2%、18.0%和29.6%,各退耕年限0-20cm TN平均固存率均为0.2Mg·hm-2·a-1。各退耕年限间0-20cm TOC、TN储量均达5%的显著性差异。3.伴随TOC、TN的增加,退耕还草3a、5a、8a后土壤活性有机碳（SAOC）、硝态氮（NO3-N）含量均有不同程度的增加。SAOC在0-20cm的平均含量分别较对照休闲农田增加9.5%、19.0%和38.1%。其中在5-10cm的增加最明显,分别增加14.3%、33.3%和47.6%。N03-N含量在0-5、5-10、10-20cm都有明显增加,0-20cm的平均含量比对照增加9.5%、20.5%和29.7%。但退耕前后NH4-N含量比较稳定,各年限各土层间无明显差异。4.农田退耕种草后不同生长年限的草地土壤各土层间碳库活度（A）和活度指数（AI）无明显变化,说明在退耕还草初期阶段,退耕对土壤碳的活性影响不大。而碳库指数（CPI）和碳库管理指数（CPMI）的值在各年限各土层都高于对照,总体表现为上层大于下层,且随退耕年限的增加而增大,各年限间0-20cm的值差异显著,说明退耕还草会显著增加土壤表层的总碳库。退耕时间越长,其增加量越大。由于总碳库增加后碳库的活度基本没有发生改变,因此说退耕还草增加的碳以非活性碳为主。5.农田退耕还草后土壤-植被系统的CO2与N2O释放通量均较对照有所增加。对照休闲农田各观测日期的CO2通量平均值为77.66 mg·m-2·h-1,N2O通量平均值为8.02μg·m-2·h-1。退耕3a、5a、8a的草地土壤-植被系统各观测日期的CO2通量平均值分别为79.33、86.39和90.15 mg·m-2·h-1,比对照分别增加2.18%、11.24%和16.08%。N2O通量平均值分别为8.24、8.29和8.65μg·m-2·h-1,比对照分别增加2.74%、3.37%和7.86%。二者排放通量均表现为8a>5a>3a>对照。说明退耕还草措施在引起土壤碳氮固存、表现为大气CO2吸收“汇”的同时也会加剧CO2、N2O的排放,表现出大气CO2、N2O的“源”效应。6.土壤CO2通量与TOC含量、SAOC含量、TN含量、C/N值显著正相关;N2O通量与SOC含量、矿质氮（NO3-N、NH4-N）含量、C/N值显著正相关。其中CO2通量与SAOC含量、N2O通量与NO3-N含量有很高的相关性（R=0.9063,n=15,P=0.01;R=0.936,n=14,P=0.01）。因此说在环境因素相同的条件下,退耕还草措施实施后土壤碳氮各指标含量的增加是引起CO2、N2O的排放加剧的重要因素。另外,CO2、N2O通量与地上生物量、植物生长以及土壤水分含量之间也有显著的正相关关系,退耕还草后地表大量植物的生长和土壤水文条件的改变也对CO2、N2O的排放产生重要影响。