中文摘要：

反硝化作用是活性氮最终以惰性氮的形式离开土壤、水体等而回到大气的唯一自然途径，我们的前期研究表明稻作农业流域内的湿地有很强的除氮能力，但由于测定方法的限制，不能对其准确定量，从而影响到关于农业氮对水体环境影响的准确评估。美国科学家开发的膜进口质谱法，可以更加准确地测定湿地反硝化，我们拟建立该方法，研究稻作农业流域内湿地的反硝化强度及其影响因子,同时进行流域监测和调查，建立流域氮素收支表，明确湿地反硝化除氮量占流域总投入氮量的比例。膜进口质谱法也有望用于淹水稻田反硝化的直接测定，我们拟用该方法测定不同氮肥用量和施用方法下稻田的反硝化速率，探讨稻田反硝化的变异规律，同时测定氨挥发速率，验证反硝化与氨挥发是否存在消长关系。这一研究将1）有助于明确稻作农业流域内湿地对氮的去除功能及其控制因子，更加可靠地评估稻作农业流域氮素循环的环境影响；2）有望首次不用15N标记法而直接测定稻田反硝化产物N2。

结论摘要：

引进建立了适用于测定淹水环境反硝化的膜进样质谱法，研究了稻作农业流域湿地的反硝化变异规律，量化了其除氮能力，发现湿地反硝化最主要的控制因子为NO3-浓度，其次为水温。在同一个流域内，这两个因子可以解释反硝化速率时空变异的86%。模型预测的反硝化与差值法获得的反硝化吻合度较高。 利用膜进样质谱法可以同时测定29N2、30N2的特性，研究了湿地的厌氧氨氧化过程。证实了人为活性氮污染严重的河流中存在着普遍的厌氧氨氧化活动，16sRNA基因序列的鉴定证实了河流沉积物中厌氧氨氧化细菌的存在，其中C. Kuenenia 是优势种。发现厌氧氨氧化速率范围从0.11-28.0 μmol Nm-2 h-1，其脱氮贡献率为0.8-10.7%。相关分析表明水温和沉积物中硝态氮含量是影响河流中厌氧氨氧化活动的关键因子，反硝化速率与厌氧氨氧化活动呈显著正相关关系。 首次将膜进样质谱法应用于稻田反硝化测定，实现了在不需要添加15N-标记氮肥的前提下对反硝化主要产物N2的直接精确测定。所测得的反硝化速率与田面水中溶解态氮气的浓度有很好的相关性，说明膜进样质谱法可以用来很好地比较不同处理间淹水稻田反硝化差异。利用这一特性，证实了不同施肥处理（深施、表施）导致的反硝化和氨挥发存在相互消长关系。 通过该项目的执行，在《Chemosphere》,《Biogeochemistry》,《Journal of Soils and Sediments》等SCI刊物上发表论文5篇，发表中文核心期刊论文2篇，培养博士研究生3名。