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甲烷是目前公认的在温室效应中贡献第二的温室气体，自从森林植物在有氧条件下能释放甲烷被报道之后，各种陆地植被生态系统类型是否能够释放甲烷便受到了人们的关注。草地是陆地生态系统的主体类型，是目前受人类活动影响较为严重的区域之一，其功能的正常发挥对维持区域乃至全球生态系统平衡有极其重要的作用，因此，在全球气候变化研究中草地与气候变化的关系被列为重要的研究对象之一。高寒草地广布于青藏高原，约占高原面积的1/3，探讨高寒草地对大气温室气体的贡献作用无疑对青藏高原气候变化研究具有重要的意义。高寒草地的甲烷通量研究已有一些报道，但这些实验多采取单一种类的草地作为研究对象观测天然草地的甲烷通量特征，为明晰高寒草地的甲烷通量特征，本研究通过原位观测和人工控制方法进行了7个实验，主要得到以下结论: (1)四种类型草地的甲烷通量原位观测实验证明，草地种类/土地利用格局的改变显著影响草地作为大气甲烷汇的容量，高寒矮嵩草草甸开垦为垂穗披碱草人工草地后甲烷吸收增加了40％，年增加量为92 kg.ha-1.yr-1，而高寒金露梅灌丛退化为灌丛间草甸后甲烷吸收减少30％，年减少量为117 kg.ha-1.yr-1。草地作为大气甲烷汇的功能也受到环境因子的影响，土壤5cm温度和土壤WFPS对于草地甲烷吸收速率影响显著，温度相对于WFPS更能影响草地甲烷吸收速率。垂穗披碱草人工草地的开垦和环境温度的升高都有利于草地的甲烷吸收。 (2)模拟氮沉降和降水增加的人工控制实验中，在年增氮2g.m-2、4g.m-2和增加降水水20％条件下，对于草地甲烷吸收产生显著影响，甲烷吸收能力由大到小依次为增水增氮草地(0.0862±0.026 mg.m-2.h-1)＞天然草地(0.0837±0.037mg.m-2.h-1)＞增水草地（0.0642±0.023 mg.m-2.h-1）＞增氮2g.m-2草地（0.0498±0.031 mg.m-2.h-1）＞增氮4g.m-2草地(0.0372 mg.m-2.h-1)。单因素方差分析显示，除增氮2g.m-2与增氮4g.m-2两个处理差异不显著外，其余差异均达到显著水平（P＜0.05），增氮增水互作效应也显著增加了草地甲烷吸收能力(P＜0.05)。草地甲烷通量与地下5 cm温度和土壤湿度间相关性均达到显著水平(P＜0.05)，草地甲烷通量与土壤5 cm温度、土壤湿度间回归方程为: Y=-0.066-0.003T+0.002M(r2=0.442 P＜0.01)。 (3)在植物群落甲烷通量原位观测实验中，通过设置植物群落样地与相应裸地处理的对比，证明植物群落确实能释放甲烷。不同植物群落释放甲烷能力不同，矮嵩草草甸甲烷排放量（0.0214±0.0402 mg.m-2.h-1）小于垂穗披碱草甲烷排放量(0.0243±0.037 mg.m2.h-1);金露梅灌丛具有吸收甲烷的能力，其甲烷通量为-0.0560±0.0813 mg.m-2.h-1。各植物群落甲烷通量与土壤5cm温度呈负相关，相关性均达到显著水平（P＜0.05），而与土壤湿度呈正相关，但相关性不显著。 (4)植被层对于草地甲烷通量影响实验结果显示，完整草甸、去除地表生物量处理和去除地表和地下所有生物量的裸地甲烷通量是差异显著(P＜0.05)，所有的处理甲烷通量均为负值，是大气甲烷的汇。在观测期间草地的平均甲烷氧化速率由高到低依次为:裸地（52.2±18.9μg.m-2.h-1）＞去除地上生物量草地（32.3±14.7μg.m-2.h-1）＞完整草地（27.9±10.6μg.m-2.h-1）。根据三种处理计算出的草地地上部分和草地根际的甲烷通量为20.1±18.6μg.m-2.h-1;而植物地上生物量甲烷通量其全年甲烷平均通量为6.8±14.8μg.m-2.h-1，二者甲烷通量均为正值说明植物地上部分和草地根系都起到了促进甲烷排放的功能。在三年的原位观测期间，三种处理甲烷通量与土壤水分、土壤湿度相关性也达到显著水平(P＜0.05)。 (5)通过室内沙培实验和15种植物的甲烷排放能力定量研究，得出以下结论:在中科院海北定位站附近采集的15种植物中8种为甲烷源植物，7种为甲烷汇植物，5种灌丛种3种为甲烷汇，10种草本植物中6种为甲烷源。湿生植物具有更高的甲烷排放能力，杂类草（鹅绒委陵菜、棘豆）相比高寒草甸又是植物种的莎草可植物具有更高的甲烷排放能力。温度显著影响植物的甲烷行为。对于甲烷源植物来说，温度每升高10℃其甲烷排放能力增加1.7倍;甲烷汇植物温度升高10℃其吸收能力增加1.4倍。 (6)天然高寒矮嵩草草甸、垂穗披碱草人工草地和金露梅灌丛三种草地主要温室气体通量观测实验得到以下结论，天然高寒矮嵩草草甸，垂穗披碱草人工草地和金露梅灌丛是大气CH4的汇，大气CO2和N2O的源，其CH4通量分别为-21.4±5.9、-28.1±13.4和-41.1±10.2μg.m-2.h-1; CO2通量分别为360.6±150.7、447.9±159.6和475.1±246.7 mg.m-2.h-1; N2O通量分别为34.2±22.5、51.6±25.3和50.6±30.2μg.m-2.h-1。根据三种温室气体的红外吸收能力大小，将甲烷和氧化亚氮换算为等量的二氧化碳，得到二氧化碳当量的数值，结果显示二氧化碳当量值由高到低为寒灌丛、垂穗披碱草人工草地和高寒矮嵩草草甸，高寒矮嵩草草甸的温室气体通量造成的温室效应仅为金露梅灌丛的75.7％。因CO2排放量远大于草地CH4和N2O通量，所以草地温室气体排放造成的温室效应主要来自草地CO2通量。土壤5 cm温度与CH4、CO2、 N2O通量分别呈负相关、正相关和正相关关系。除高寒矮嵩草草甸CH4通量外，土壤5 cm温度与其他草地温室气体通量均达到显著水平（P＜0.01）;土壤湿度与草地CH4和CO2通量呈正相关，与N2O通量呈负相关，但仅与高寒草地CH4和CO2通量相关性达到显著水平（P＜0.01）。 (7)通过对青藏高原高寒草地常见的14种植物叶片气孔密度、气孔指数和通气组织孔隙度等特征进行镜检分析，并将植物叶片气孔特征、叶片通气组织孔隙度与植物甲烷通量做相关性分析，发现植物叶片总气孔指数与植物甲烷通量有一定的正相关性，但是未达到显著水平;植物横切处理后甲烷释放速率明显增加，植物叶片通气组织孔隙度与植物横切处理相关性达到显著水平(P＜0.05)。