亚热带典型河流-河口系统氮的反硝化过程与调控

水体反硝化是氮循环的关键过程之一。选择亚热带地区的九龙江河流－河口系统，现场观测与实验培养相结合，重点研究水体反硝化过程及其调控机制。建立N2/Ar比值法，实现对反硝化产物（溶解N2）的直接测定；通过野外定点表层水观测和动力学过程观测（同步测定N2、N2O和水化学参数），识别河流－河口系统中发生强反硝化作用的"热点时区"，探明水体反硝化作用的动力学过程和时空变动规律；通过现场垂直剖面观测、培养实验和氮同位素示踪技术的应用，阐明沉积物－水界面反硝化产物N2的形成机理及释放过程；运用数理统计方法和化学计量学原理，系统研究反硝化作用与环境因子、沉积物理化性质以及沉积物－水界面特征之间的关系，揭示水体反硝化过程的关键影响因素。

水体反硝化是氮循环的关键过程之一。选择亚热带地区的九龙江河流－河口系统，现场观测与实验培养相结合，重点研究水体反硝化过程及其调控机制。建立N2/Ar比值法，实现对反硝化产物（溶解N2）的直接测定；通过野外定点表层水观测和动力学过程观测（同步测定N2、N2O和水化学参数），识别河流－河口系统中发生强反硝化作用的"热点时区"，探明水体反硝化作用的动力学过程和时空变动规律；通过现场垂直剖面观测和培养实验，阐明沉积物－水界面反硝化产物N2的形成机理及释放过程；运用数理统计方法和化学计量学原理，系统研究反硝化作用与环境因子、沉积物理化性质、微生物参数以及沉积物－水界面特征之间的关系，揭示水体反硝化过程的关键影响因素。主要结果：（1）九龙江河流-河口反硝化作用（溶解N2和N2O净增量）存在明显的时空差异，强反硝化作用主要分布在氮富集河段（北溪龙岩段和西溪漳州段）。河口淡水端（盐度<0.5）反硝化作用及其空间分布主要受硝酸盐含量控制，海水端溶解N2与N2O的增加主要来自淡水端的输送，并受盐度梯度（混合作用）影响。（2）营养盐N含量和DO是控制九龙江河流-河口系统反硝化作用空间差异的主要因子。N含量和水温是影响反硝化作用季节差异的主要因子。（3）水柱N2净增量有明显的垂向分布规律，受沉积物－水界面生地化过程（反硝化和厌氧氨氧化作用）和流动水团的综合影响。水柱存在较强的硝化作用，N2O相对富集且受铵氮占无机氮的比例控制。（4）九龙江河流-河口系统气态氮的移除量约占无机氮负荷的25%，与全球其他系统相比处于中等偏低水平。河流营养盐过量富集造成气态氮的移除效率受限。基于本项目研究成果，为缓解该地区的水体富营养化问题，应控制流域氮输入，开展陆地生态系统和水生生态系统的氮流失管理综合规划。