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红树林作为重要的湿地系统之一,可提供多种生态系统服务功能,包括红树林-河口区域营养盐的循环和碳的埋藏与储存(蓝碳)。红树林沉积物可在区域和全球范围内作为水圈或大气圈的氮源或氮汇。然而,控制红树林与邻近河口之间营养盐交换的主要机制(如红树林沉积物中的氮循环和流出)仍不清楚。本研究以红树林-漳江河口系统为研究对象,通过不同季节的大面观测、潮周期定点观测、沉积物剖面观测,并结合同位素、微生物等多学科交叉的研究方法,揭示潮汐控制下的红树林-河口之间氮营养盐交换的生地化过程以及沉积物中氮循环的主控过程,进一步揭示红树林相对河口氮源汇格局的主要调控因子,并估算红树林-河口系统氮的横向交换通量。主要结论如下:(1)红树林沉积物是邻近河口 NH4-N的源、NO3-N的汇,且源汇格局受控于潮差。红树林潮沟中NH4-N浓度退潮期间高于涨潮期间,NO3-N浓度在涨退潮期间无显著差异。河口区域NH4-N、N03-N和N02-N均呈现表观保守混合特征,退潮时期相同盐度下红树林潮沟中NH4-N浓度高于河口区域,NO3-N浓度低于河口区域,表明红树林相对河口是NH4-N的源,NO3-N的汇。红树林相对河口的氮源汇格局受控于潮汐泵。受不同季节红树林植被和沉积物中微生物对营养盐需求不同的影响,红树林潮沟中各形态氮的浓度存在季节性差异,春季NH4-N、NO2-N、DON和DTN浓度最高,秋季各形态氮浓度均最低。(2)红树林-河口系统不同形态氮、磷的交换通量存在差异,且有明显的季节变化,污水排放对红树林-河口系统氮、磷的横向输出有显著影响。潮周期内NO3-N是氮的主要存在形态,NH4-N次之,两者浓度在春季较高,夏季较低。红树林潮沟边坡沉积物是红树林-潮沟之间营养盐物质交换的重要界面,退潮期间,红树林沉积物中的孔隙水通过该界面流入潮沟,导致潮沟内NH4-N和溶解气体浓度均增加、NO3-N浓度降低。红树林-河口断面NO3-N从河口向红树林内净输入,即红树林相对河口是N O3-N的汇,春季(2017年4月)输入通量(-33.18 kg m-2 yr-1)低于夏季(2016年7月和201 8年7 月,-68.73 kg m-2 yr-1和-141.67 kg m-2 yr-1)。NH4-N均从红树林向河口净输出,即红树林为NH4-N的源,输出通量夏季(13.9 kg m-2 yr-1和 10.1 kg m-2yr-1)低于春季(13.6 kg m-2 yr-1)。整体上溶解态总氮从河口向红树林净输入,表明红树林为氮汇。DRP从红树林向河口净输出,即红树林是DRP的源,在三次观测中输出通量范围为2.2-3.3 kg m-2 yr-1低潮时期污水的排入使NH4-N和有机氮平均浓度比无污水排放时期分别增加243%和22%,DRP、DOP和TPP浓度分别增加216%、234%和258%,各形态氮和DRP从红树林向河口的输出通量也显著增加。(3)红树林沉积物富含有机质,且为还原环境,有较强的氨化,加上异化还原,导致孔隙水中NH4-N的累积,较强的反硝化导致孔隙水中N03-N的去除。沉积物中氮的转化(不完全反硝化)、碳氮耦合转化(矿化、呼吸)过程伴随产生温室气体(CO2、CH4和N2O)。NH4-N为沉积物孔隙水中氮的主要存在形态(占DIN的71%-99%)。沉积物中存在较强的矿化,导致有机碳减少,无机碳增加,NH4-N大量累积。孔隙水NH4-N浓度春季(4月份)最高,秋季(10月份)最低,可能与植被和生物在不同季节对NH4-N利用的不同有关。沉积物厌氧环境中有较强的反硝化过程,其潜在速率为25.82μmol h-1 kg-1,对N03-N去除的贡献率高达90%-97%(其余为厌氧氨氧化),导致沉积物孔隙水中NO3-N浓度较低。沉积物异化还原过程(潜在速率为0.58-5.11 μmol h-1 kg-1)也对NH4-N累积有贡献。氮循环伴随的碳氮耦合过程使得矿化、反硝化过程中有温室气体(CO2、CH4和N20)产生,同位素示踪N2O的主要来源为不完全的反硝化过程。本研究通过不同季节对红树林-河口大面系统的多次观测、潮沟中定点时间序列观测以及沉积物的剖面精细观测,对红树林-河口系统氮循环和横向交换的水文生地化过程,尤其是沉积物中氮转化的主控过程有了初步认识。该研究可为海岸带湿地系统的管理以及应对气候变化提供理论支撑和科学依据。