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硝化反硝化作用是湿地氮循环的重要环节,是将陆地或水体等生态系统中的可利用性氮转化为气态氮(N2或N2O)的过程,在全球氮循环的过程中发挥着重要的作用,在保持岩石圈、水圈、生物圈和大气圈氮素平衡方面起着极为重要的作用。河口湿地作为容纳净化陆源污染物、削减其入海通量的天然屏障,在控制河口和近海水体营养状况以及全球氮循环过程中扮演着十分重要的角色。而近年来随着工业、农业和养殖业的迅速发展,人类活动强度的增大,工业污水及生活废水的排放量逐年上升,从而使河口湿地中氮元素的含量明显增多,沿海湿地已受到严重污染,特别是氮、磷等污染的加剧,导致了河口及近岸赤潮现象的频繁发生。因此,对辽河口湿地生态系统硝化反硝化作用的研究意义重大,可为进一步了解整个河口湿地对海洋环境的影响以及湿地生态恢复提供重要参考。本文以辽河口湿地为研究对象,采用现场模拟的方法,探讨了有植被湿地(A组)和无植被湿地(B组)各方面的异同,并做了对比分析;深入分析了辽河口湿地在自然状况下硝化反硝化速率的季节变化情况,并分析了碳氮比对沉积物的硝化反硝化作用的影响,阐述了不同季节沉积物中总氮去除率的变化规律;研究了一些环境因子(温度、盐度、pH等)对硝化反硝化的影响。期望对深入研究湿地氮循环及退化湿地生物修复提供一些参考,主要取得了以下几方面的研究结果。(1)在自然状况下辽河口湿地沉积物的硝化反硝化速率明显地表现出季节变化的规律,其中有植被(芦苇)湿地沉积物硝化强度的变化幅度在9.05至13.44mg kg-1 d-1之间,无植被湿地沉积物的硝化强度在5.83至7.14mg kg-1 d-1之间,有植被湿地和无植被湿地都表现为硝化速率在6月份至9月份逐渐增大,而10月份又有所减小;对反硝化强度而言,有植被湿地的值在4.48mg kg-1 d-1至6.90mg kg-1 d-1之间,无植被湿地的值在3.48mg kg-1 d-1至5.29mg kg-1 d-1之间,自然状况下反硝化速率的变化规律同硝化速率的变化规律。(2)在不同碳氮比情况下,有植被组中各梯度组硝化强度的大小关系为:AC10(10:1)>AC15(15:1)>AC5(5:1),在有植被组中最佳碳氮比为10,此时硝化强度的最大值为24.51mg kg-1 d-1;无植被组实验中各梯度组硝化强度的大小关系为BC15(15:1)>BC10(10:1)>BC5(5:1),其硝化强度的最大值为13.77mg kg-1 d-1;不论是有植被湿地还是无植被湿地,反硝化强度的规律与硝化强度的规律均相似。(3)在自然状态下,有植被芦苇湿地总氮去除率比无植被湿地高;当施加C/N因素后可以提高沉积物中总氮去除率,C/N比对裸滩湿地中氮的去除效果比芦苇湿地明显;在有植被芦苇湿地中C/N比为10时总氮去除率最高,而在无植被湿地中C/N比值为15时总氮去除率最高;8月份各实验组中总氮去除率最高。影响辽河口湿地沉积物脱氮效果主要环境因子还有温度、盐度、含水率和pH等。(4)通过对比有植被湿地和无植被湿地可知,有植物的湿地其硝化反硝化速率和总氮去除率明显高与无植被湿地,说明无植被湿地的硝化反硝化能力及氮循环能力较弱。