三江平原是中国最大的淡水沼泽湿地的集中分布区之一，但其遭到了大规模的开发，其中大部分沼泽湿地被转化为农田。近20年来，随着国家和地方对湿地保护和恢复重建的重视程度和投入逐渐加大，湿地生态系统也在逐步恢复其生态系统功能。为揭示退耕还湿过程中垦殖湿地生态系统温室气体通量变化规律，本研究选取自然恢复的退耕4年、7年、11年、16年、20年沼泽湿地为研究对象，以大豆田和天然大叶章-臌囊苔草（Deyeuxiaangustifolia-Carexschmidtii）沼泽湿地为对照，以空间代替时间的方法，利用静态暗箱-气相色谱法观测不同恢复年限生态系统CO2和CH4通量及其影响因素，揭示退耕还湿过程中生态系统温室气体通量变化规律和碳汇功能随时间的动态变化过程，分析退耕还湿过程中退耕生态系统的全球增温潜势变化及不同温室气体的相对贡献，预测全球气候变化背景下三江平原垦殖湿地退耕还湿工程对气候系统的调节作用。 本研究主要结果如下: （1）生长季CO2通量都有显著的季节变化规律，集中在6月-9月;随着恢复年限的增加，CO2通量的季节变化趋势逐渐与天然沼泽湿地相似。CO2通量的季节变化主要受温度影响，温度升高会促进CO2排放。生长季CO2平均通量在恢复前期增加，在恢复后期减少，由893.42mg·m-2·h-1（恢复4年样地）降至493.99mg·m-2·h-1（恢复20年样地）。退耕还湿后样地水位升高和土壤电导率的增加是导致恢复湿地CO2平均通量减少的主要原因。 （2）垦殖湿地恢复前期，CH4通量很低，高排放量集中在8月-9月;恢复16年后的垦殖湿地CH4通量具有明显的季节变化规律，集中在7月-9月，且高排放状态持续时间较长，通量变化趋势与天然沼泽湿地相似，呈现出明显的多峰状。总体来看，所有样地生长季CH4通量与环境因子的相关性较弱。大豆田在生长季是CH4的弱汇，生长季CH4平均排放通量为-0.62mg·m-2·h-1;而退耕后垦殖湿地生长季CH4平均通量转换为CH4的源，并随着恢复年限的增加而增加，生长季CH4平均通量由0.07mg·m-2·h-1（恢复4年样地）增至87.82mg·m-2·h-1（恢复20年样地）;但仍低于天然沼泽样地（96.41mg·m-2h-1）。生长季CH4平均通量主要受水位和可溶性有机碳影响，水位上升、土壤可溶性有机碳含量增加会促进CH4排放。 （3）随着恢复年限增加，生长季总初级生产力由286.84gC·m-2（恢复4年样地）增加至1041.82gC·m-2（恢复20年样地），逐渐接近于天然沼泽样地（1117.37gC·m-2）。呈现出波动性增加的趋势。生长季生态系统CO2累积排放量呈现出波动性减少的趋势，由1015.61gC·m-2（恢复4年样地）减至408.04gC·m-2（恢复16年样地）。CH4累积排放量呈现出随着恢复年限的增加而增加的趋势，由0.24gC·m-2（恢复4年样地）增加至246.26gC·m-2（恢复20年样地），逐渐接近于天然沼泽样地（284.32gC·m-2）。随着恢复年限的增加，该样地生长季碳汇功能由碳源（恢复4年样地，-729.01gC·m-2）转换为碳汇（恢复20年样地，271.94gC·m-2）;并且在恢复11年之后，湿地生态系统的碳汇功能逐渐加强;这表明在垦殖湿地恢复过程中，生态系统碳平衡会由碳排放转为碳吸收，逐渐接近于天然沼泽样地。 （4）在垦殖湿地恢复过程中，对生长季全球增温潜势贡献最大的逐渐由净生态系统CO2交换变为CH4排放的CO2当量;但生长季的全球增温潜势主要受CH4排放影响，呈现先减少后增加的趋势，由26.83t·ha-1（恢复4年样地）减至1.9t·ha-1（恢复11年样地），又增至92.64t·ha-1（恢复20年样地），最终趋近于天然沼泽样地（132.99t·ha-1)。这表明垦殖湿地在恢复过程中，温室气体排放对全球气候变暖具有积极的反馈作用。 （5）整体来看，垦殖湿地恢复过程中，各生态系统功能逐步向天然沼泽湿地转变，但退耕后湿地的生态系统功能能否最终恢复至与天然沼泽湿地相同还要在更长时间尺度上进行观测。
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