中文摘要：

河口的沉积物在氮营养盐的输移过程中扮演着重要的角色，是水体中氮的源或汇。沉积物-水界面的氮交换应是水质模型中考虑的重要问题,为了较好的模拟沉积物-水界面氮的交换，需要在水质模型中模拟沉积物中的生物地球化学过程。基于反应扩散机制的沉积物通量模型可以模拟沉积物中的有机物成岩、硝化和反硝化等反应，但是现有的沉积物通量模型不能反映河口地区强烈的盐度变化对硝化和反硝化反应的影响。为此，本项目拟以长江口崇明东滩外海域作为典型研究区域，通过实验方法，建立沉积物中硝化和反硝化反应质量平衡方程中参数与盐度之间的关系来解决上述问题，改进现有的沉积物通量模型使之适合河口咸淡水混合的环境；开发一个综合水质模型，并探索用综合水质模型研究典型区域沉积物-水界面的氮交换。

结论摘要：

河口咸淡水混合引起的盐度变化对沉积物中生物地球化学过程的影响显著，本项研究的主要目的是在河口水质模型的底泥通量模块中加入盐度的影响。项目通过连续流实验和氮同位素示踪技术测定了不同盐度条件下沉积物中反硝化反应和厌氧氨氧化反应的速率，获得了长江口洪枯季沉积物中反硝化反应速率和底层水盐度之间的关系。项目基于ROMS模型，在长江口及邻近海域建立了包含水动力、泥沙和NPZD模块的水质模型。根据实验结果，在NPZD模块的沉积物通量模块中构建了底层水盐度对沉积物中反硝化反应的限制条件，实现了底层水盐度对沉积物中反硝化反应的调制作用，提高了水质模型在模拟河口区域沉积物－水界面氮通量时的合理性。项目还使用已建立的长江口及邻近海域水质模型估算了长江口沉积物－水界面的无机氮通量，并研究了其空间分布特征和季节变化特征。