河口沟通着陆地与海洋,既是万千物种的天然栖息地,又是人类发展的资源宝库。盐度变化是河口系统不同于其他水体环境的最显著特征,却同时也是相对被忽视的一个环境调控因子。事实上由于气候的变化,海平面正逐渐上升,越来越多的淡水环境已经遭受到了咸水的侵袭,而盐度对于微生物的生理代谢和生态位分化均起着至关重要的调节作用,因此盐度对于氮循环的影响不容小觑。现有相关研究大多集中于盐度对污水处理系统的影响,仅有的一些原位环境研究则多侧重于盐度影响下微生物群落结构的变化,对于河口系统在盐度的影响下各关键氮转化过程(硝化、反硝化、厌氧氨氧化)速率的变化目前还知之甚少,而这些变化的速率,不仅调控着各形态氮的分布,更关乎着温室气体N2O的释放。本课题于2018年7月、12月在福建省第二大河流——九龙江流域开展了两个航次,分别对不同盐度站位的沉积物以及淡水站位的水体做了盐度调控实验。本课题以稳定氮同位素添加培养为主要研究手段,结合分子生物学技术,从水体、气体、沉积物、微生物多角度对课题展开探究。通过高密度的盐度调控,我们从水体和沉积物的实验结果中看到了盐度对氮循环产生的强烈影响,并通过对数据的分析发现了潜在的规律与联系。实验表明1)在九龙江淡水端,氨氧化过程与亚硝氧化过程均会受到盐度的抑制,盐度越高,抑制程度越强;2)亚硝氧化微生物比氨氧化微生物对盐度更敏感,当盐度从0上调到1时,亚硝氧化速率降低到原位速率的一半以下;3)氨氧化速率在各盐度下均高于亚硝氧化速率是导致该地区亚硝累积的主要原因4)盐度升高会刺激氨氧化微生物产生更多的副产物N20;5)在九龙江淡水端,由氨氧化贡献的N20并不显著,原位水体中的高浓度N20主要来自沉积物的脱氮过程;6)淡水环境中的反硝化微生物对于环境盐度变化非常敏感,盐度的上调会抑制其反硝化速率,抑制其N20还原酶活性;7)上覆水盐度变化的沉积物中的反硝化微生物表现出较宽的盐度适应范围;8)相比较于反硝化微生物,厌氧氨氧化微生物对于盐度的变化更为敏感;9)九龙江不同盐度站位厌氧氨氧化对于脱氮的贡献占比不同,反硝化微生物产生N20的能力也不同。本课题填补了盐度对河口淡水端水体硝化过程影响的研究空白,加深了盐度对河口沉积物脱氮过程影响的理解认知,强调了在气候变化的大背景下对于盐度影响氮循环研究的重要性,并对进一步探究盐度影响河口区水体及沉积物关键氮循环过程的机理起到一定的指导与借鉴作用。