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黄河口新生湿地作为渤海与黄河河口相互作用形成的重要湿地,其新生性和脆弱性在国际上备受关注。近年来,黄河口的氮沉降量及入海通量不断增加,并始终保持在较高水平,而这将对湿地生态系统产生重要影响。为了深入理解氮负荷增强对黄河口湿地氮生物循环特征及循环状况的影响,论文以黄河口滨岸潮滩的碱蓬湿地为研究对象,通过野外原位模拟氮负荷增强试验,采集土壤、植物(种子)及残体样品,并基于室内培养实验,探讨了氮负荷增强条件下(NO:无额外氮处理,6.0gN·m-2·a-1;N1:低氮处理,9.0 gN·m-2·a-1;N2:中氮处理,12.0 gN·m-2·a-1;N3:高氮处理,18.0gN·m-2·a-1)湿地土壤氮的时空分布与化学转化特征、植物氮的累积分配与分解释放特征,以及不同氮基质种子萌发与幼苗生长特征。在此基础上,构建了氮负荷增强条件下湿地植物-土壤系统氮循环分室模式,并对其氮循环状况进行了评估。主要结论如下:(1)尽管不同氮负荷处理并未改变湿地土壤中TN和NH4+-N含量的动态变化模式,但随氮负荷增强二者含量均呈增加趋势;不同氮负荷处理明显改变了土壤中SOC和NO3--N的动态变化模式,适量氮输入(N1和N2)明显提高了土壤中的NO3--N含量,过量氮输入(N3)则不利于NO3--N的累积;氮负荷持续增强可使土壤表层的SOC转化受到抑制,而这将有助于提升其土壤的储碳功能。(2)不同氮基质土壤中氮的矿化速率和累积矿化量与培养温度、土壤基质质量密切相关,较高的温度和较低的C/N有利于土壤氮的矿化;不同温度下各氮基质土壤矿化过程中pH值与累积矿化量的变化模式具有较好的一致性,且在一定范围内,pH值升高有利于土壤有机氮的矿化,但pH值过高又会抑制矿化进程。比较而言,N1土壤的矿化能力最低,N3土壤的矿化能力最高,而N2土壤在持续矿化过程中的矿化量较高且最为稳定。(3)不同氮负荷处理并未改变碱蓬地上生物量的季节变化模式,但改变了其地下生物量的季节变化特征;随着氮输入量的增加,碱蓬的地上生物量和地下生物量均呈增加趋势,且输氮延长了植物的生长高峰期(20 d左右);碱蓬各部分的TN含量亦随着氮输入量的增加而增加,且其在N2处理下调节自身养分供给和分配的能力最为明显;N2处理下碱蓬种子的发育时间相对于N0、N1和N3处理可能会提前约1个月,原因可能与N2氮输入水平可显著影响碱蓬体内的碳分配比以及碱蓬对适量氮养分输入环境的特殊适应对策有关。(4)氮输入量的增加提高了残体的TN含量,降低了其C/N,使得残体的基质质量得到改善,从而提高了其分解速率,但N2处理下残体的分解最快;不同氮负荷处理下的残体除在分解初期表现为氮净释放外,在其他时期均呈氮净累积状态,且累积量随氮负荷强度的增强而增加,说明残体在分解过程中可不断地从分解环境中固持氮。由于残体中固持的氮可不断被潮水带走,故实际上造成了碱蓬湿地系统处于一个氮亏缺状态,但这种亏缺在N2处理下最低。(5)不同氮负荷条件下碱蓬成熟种子的氮含量整体表现为S2>S0>S1>S3(S0、S1、S2和S3分别代表在NO、N1、N2和N3处理下碱蓬所产生的成熟种子),适量氮输入(N2)更有利于种子中氮养分的累积,而高氮输入(N3)不利于种子中氮养分的累积;尽管不同盐分和氮浓度交互作用对4种氮基质种子的萌发率以及幼苗的鲜重、干重和不同器官的生长状况均无显著影响,但S2种子的萌发率整体较高,且其发育幼苗在不同盐分胁迫下对氮浓度增加的适应能力最强,而S3种子最差。(6)从氮的生物循环角度来说,N2处理不仅有利于土壤有机氮的矿化和持续供氮,而且还有利于植物的生长发育、种子的成熟、萌发以及幼苗生长,也更加有利于残体的分解和氮养分的归还,并且N2处理下碱蓬湿地植物-土壤系统中氮的循环和利用系数最高。因此,当未来黄河口的氮负荷量达到N2水平时,将更加有利于碱蓬湿地系统氮的循环及利用;当氮负荷量达到N3或者更高水平时,将不利于该生态系统的稳定。为此,建议加强新生湿地系统的氮养分动态监测和管理,以使湿地的氮养分始终处在一个相对稳定的水平,即本研究中所设定的N2处理水平。