全球氮循环
氮循环过程及环境影响分析
氮循环过程及环境影响分析氮是生命中重要的元素之一，对于生物体的生长和发育具有重要意义。
氮循环是指氮元素在自然界中不断转化和循环的过程。
氮循环包括氮固定、氨化、硝化、反硝化和脱氮等一系列复杂的化学反应，这些过程与氮在大气、土壤、水体和生物体间的转化息息相关。
然而，随着人类活动的不断增加，氮的循环过程受到了严重的干扰，对环境产生了一系列重要的影响。
首先，氮循环的改变对生态系统的结构和功能造成了直接的影响。
氮源的过度供应导致土壤和水体中氮的浓度升高，从而影响到植物的生长和生殖能力。
一些以氮为限制的生态系统中，氮的输入过量会导致植物过度生长，形成富营养化现象。
在水体中，过多的氮输入会引发水华，破坏水生态系统的平衡。
此外，氮循环的异常改变还会导致生态系统中其他元素的失衡，进而影响到物种的多样性和生态系统的稳定性。
其次，氮循环的改变对大气污染产生了重要影响。
氮氧化物（NOx）是由于燃烧过程中氮化合物的排放而产生的主要污染物之一。
NOx对大气的光化学反应有重要作用，其在大气中的光化学转化会生成臭氧和酸雨等环境问题。
此外，NOx还参与了臭氧和甲烷等温室气体的生成，对气候变化有重要影响。
因此，氮循环的异常改变会导致大气污染问题的加剧和气候变化的加速。
再次，氮循环的改变对水环境产生了显著的影响。
氮循环是水体中富营养化的主要驱动力之一。
过量的氮输入会导致水体中硝态氮和铵态氮浓度升高，从而刺激藻类等浮游植物的过度生长，引发水华、赤潮等问题。
这些现象不仅会使水体变得浑浊，还会导致水中溶解氧的减少，造成鱼类和其他水生生物的死亡。
同时，水体中过量的氮会通过水下的生物降解过程产生亚硝酸盐和氨等有毒物质，对水生生物和人类健康产生危害。
最后，氮循环的改变对全球氮的循环和平衡产生了影响。
随着人类活动的增加，氮源的输入远远超过了自然界的循环能力，导致全球氮的累积。
这种过量的氮输入会导致全球氮污染问题的加剧，影响到全球的生态环境。
同时，氮循环的异常改变还导致了土壤中可利用氮的减少，影响到农业生产的可持续性。
氮循环影响了全球气候变化
氮循环影响了全球气候变化氮循环是全球生态系统中一个至关重要的循环过程，它在很大程度上影响着全球气候变化。
该循环包括了氮气在大气中的摄取、固定、转化和释放等一系列过程。
通过这些过程，氮循环对温室气体的排放、土壤肥力和生物多样性等方面产生重要的影响，进而对全球气候变化产生深远的影响。
首先，氮循环与温室气体排放密切相关。
氮气在大气中占据了主要的组分之一，它的浓度高达78%，排名第一。
然而，在现代工业化社会，人类活动导致大量氮气的排放，如燃烧化石燃料、工业生产和农业施肥等。
这些活动不仅导致氮气的排放增加，还会间接地导致一氧化氮和氮氧化物等温室气体的释放，从而加剧了全球气候变化。
这些温室气体会在大气中形成保温效应，使地球表面温度上升，进而引发一系列不利的气候现象，如全球变暖、气候异常和极端天气事件的增加等。
其次，氮循环对土壤肥力产生重要影响。
氮元素是植物生长的关键要素之一，它参与了蛋白质、核酸、氨基酸等重要有机物的合成过程。
在自然生态系统中，氮循环通过固定空气中的氮气并将其转化成可被植物吸收利用的氮态形式，进而提供了植物所需的养分。
然而，在现代农业实践中，过度的化肥使用和养殖业的废弃物处理等导致了氮循环的紊乱。
大量的氮素被输入土壤，超过了土壤的吸收和利用能力。
过剩的氮素会被流失到河流、湖泊和海洋中，形成富营养化，导致水体生态系统的破坏。
同时，过剩的氮素还会诱发土壤酸化和土壤盐碱化等问题，削弱土壤肥力，导致农作物产量的下降。
这种土壤肥力的下降会进一步导致农业生产的不稳定，从而对全球食品供应造成影响，并对整个生态系统的可持续发展产生负面影响。
此外，氮循环还对生物多样性产生着重要影响。
氮素是植物生长所需的重要元素之一，植物的生长和繁殖与氮素的供应密切相关。
然而，过度的氮素输入会改变土壤中的氮素浓度，从而干扰了植物群落的平衡。
一些有竞争优势的植物对氮素利用更高效，会在竞争中获得优势地位，导致其他植物的生长受到抑制，进而引起植物物种多样性的下降。
自然界中的元素氮的循环
氮气和氮氧化物在大气中氧化后形成酸雨，对水体造成酸化，影响水生生物和 水质。
06
氮循环的未来展望
减少氮污染的措施
推广环保农业
减少化肥和农药的使用，采用有机农业和生态农业的种植方式， 降低农田氮素流失。
优化工业生产
改进工业生产工艺，减少氮氧化物等氮化合物的排放，加强废气 处理和回收利用。
强化城市污水处理
影响
厌氧氨氧化是自然界中氮循环的重要环节，它有助于将土壤 和水体中的氨转化为无害的氮气。
03
氮的生物利用
植物对氮的吸收和利用
01
植物通过根部吸收土壤中的氮素，如铵态氮、硝态氮等，以满 足生长和发育的需求。
02
植物吸收的氮素主要用于合成蛋白质、核酸、叶绿素等重要的
生物分子。
植物通过光合作用将含有的氮主要来自食 物链中的蛋白质和其他含氮有
机物。
05
氮循环的影响
对气候的影响
温室效应
氮气是温室气体之一，当大气中的氮 气浓度增加时，会导致温室效应加剧 ，进而影响全球气候变化。
臭氧层破坏
氮氧化物在大气中会与臭氧发生反应 ，导致臭氧层破裂，使紫外线辐射增 加，对人类和生态环境造成危害。
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素含量，提高了土壤肥力。
植物生长促进
土壤中增加的氮素为植物提供 了充足的养分，促进了植物的 生长。
温室气体排放
过量的固氮会导致土壤中氮素过剩， 这些过剩的氮素会通过反硝化作用 产生温室气体一氧化二氮。
水体富营养化
过量的固氮会导致水体中氮素 含量过高，引发水体富营养化
问题，影响水生生态平衡。
02
氮的转化
火山活动释放出大量气体，其中含有氮气，这些气体 在空气中与水蒸气反应形成硝酸盐。
氮循环的五个详细过程
氮循环的五个详细过程
，有中文标点
氮循环是一套完整、持续的过程，它是植物、动物和许多微生物正常生长生存的重要物质供应系统。
本文以氮循环的五个详细过程为标题，分别为氮化作用、固氮作用、氨解作用、气态还原作用和硝化作用，着重介绍氮循环的机理特点及其在全球气候变化中的作用。
氮化作用是氮循环的起始部分，它可以将大气中的氮固定形成可以被植物利用的氮化合物。
从雷射熔融式激光谱学上可以发现，界面作用可以使h2o、co2和n2的氮化物质在土壤中的活性氮的总量翻倍以上，这类氮化作用可以来源于植物根部细菌和黏液。
固氮作用是氮循环的主要部分，它指土壤微生物转化氮化合物，将这些氮化合物固定在土壤中，植物经过吸收可以直接利用，这一作用可以增强氮资源在植物生态系统中的循环，大量研究已证实植物根系微生物体系及植物同化分泌物对固氮作用有较大的贡献。
氨解作用是氮循环中比较复杂的一部分，它指土壤中微生物将氨盐还原成氨原料，由此有利于植物吸收氮肥。
当植物群落减少或死亡时，可能会发生大量氨解作用，由此释放氮肥，有助于其他植物生长。
气态还原作用作用类似于固氮作用，它指土壤中的微生物将可以氧化的氮分子还原成氮化物，从而让植物不断地吸收可以利用的氮资源。
植物的根系和根际土壤中的微生物对气态还原作用有较大的贡献。
硝化作用是氮循环的最后一步，它指土壤中的微生物将氨解后的氮分子氧化成一种可挥发的氮态还原产物，从而使氮分子的归还大气层，而这种可挥发物是完成氮循环全过程所必需的。
总而言之，氮循环是一个紧密相连的整个过程，天然植被和活动生态系统都要依赖它来维持有机物的循环，而氮循环还可以在全球气候变化中发挥重要的作用，例如抑制由二氧化碳排放带来的全球变暖。
氮循环与全球气候变化的关系
氮循环与全球气候变化的关系氮是地球上最常见的元素之一，它在氮循环中扮演着重要角色。
氮循环是指氮在大气、生物体和环境中的转化过程。
而全球气候变化则是指地球气候系统的长期变化，受到多种因素的综合影响。
本文将探讨氮循环与全球气候变化之间的关系，并分析其相互影响及可能的应对措施。
一、氮循环对全球气候变化的影响1. 温室气体排放：氮循环与温室气体排放之间存在一定关系。
氮在环境中的转化会产生一氧化二氮（N2O），正是这种气体导致了温室效应的加剧。
农业活动、工业过程和生物质燃烧等都是N2O的主要排放源。
因此，氮循环的不平衡会对全球气候变化产生负面影响。
2. 大气污染问题：氮氧化物排放是造成大气污染的主要源头之一。
许多人类活动，例如化肥使用和燃烧化石燃料，会释放出氮氧化物。
这些气体在大气中形成臭氧与颗粒物，对人类健康和环境产生危害。
大气污染也会对全球气候系统产生一定的影响，例如促进臭氧层的破坏，加剧气候变化的速度。
二、全球气候变化对氮循环的影响1. 土壤湿度和温度变化：全球气候变化会引起土壤湿度和温度的变化，进而影响氮循环。
湿润的土壤有利于细菌和真菌的生长，这些生物可以促进氮的转化和吸收。
但是，过高或过低的土壤温度和干旱条件可能抑制氮的转化过程，导致氮循环受到破坏。
2. 海洋酸化：全球气候变化导致海洋温度上升和二氧化碳浓度增加，进而引起海洋酸化。
而海洋是全球氮循环的主要储存汇，海水酸化会对海洋生态系统的氮循环造成重大影响。
海洋酸化可能导致浮游植物和珊瑚藻等生物受损，减少海洋中氮的吸收和释放，从而干扰全球氮循环的平衡。
三、应对氮循环与全球气候变化的措施1. 减少温室气体排放：为减少氮循环对温室气体排放的负面影响，可以采取措施降低农业和工业过程中的N2O排放。
例如，优化农业管理措施，合理使用化肥以减少氮肥的使用量；提高能源利用效率，减少化石燃料的燃烧等。
2. 推动可持续农业发展：实施可持续农业管理措施，如合理轮作、农田水管理和有机农业。
氮在生态系统中的循环途径和影响
氮在生态系统中的循环途径和影响氮是生命体的重要组成部分之一，而氮在自然界中的循环，叫做氮循环。
氮在生态系统中的循环途径和影响是生态学、环境科学和农业科学研究的热点话题。
本文将从氮的循环途径和生态系统的角度来展开探讨氮在生态系统中的循环和影响。
一、氮的循环途径氮是生态系统中不可或缺的元素，它的循环包括了大气氮、土壤氮、植物氮、动物氮和微生物氮等几个阶段。
简要介绍如下：1.大气氮：大气中有高达78%的氮气，但不是所有生物都能利用这些氮。
只有通过化学反应、闪电或放电等自然现象将氮与氢结合生成氨，再利用氨形成氧化氮或亚氮，形成硝酸或亚硝酸盐的表面水分才能利用大气中的氮。
这一过程被称为固氮作用。
2.土壤氮：土壤氮主要来自于植物和动物的废物，包括粪便、尸体、叶子、枝条和根系等。
这些废物会逐渐分解、腐烂和降解，产生氨和其他氮化合物，如有机肥料。
这些化合物将与土壤颗粒相吸附，形成土壤氮库。
此外，氮还可以通过空气和水的过程流入土壤。
3.植物氮：植物需要从土壤中吸收氮，因为氮是植物发育所必需的营养元素之一。
植物吸收土壤中氮的形式不是氮气，而是氨或亚硝酸盐和硝酸盐。
在植物中，氮会形成氨基酸、蛋白质和核酸等大分子有机化合物。
这些化合物构成了植物体内氮的储存库。
4.动物氮：动物获得氮的主要途径是通过食物摄取和吸收植物中的氮化合物，也就是蛋白质和氨基酸。
进入动物的消化系统后，氮化合物会被消化和代谢，形成大量的氨基酸和尿素等排泄物。
这些废物能被其它生物利用，如蛆，继而回归到土壤氮库。
5.微生物氮：微生物是全球氮循环中重要的一环。
许多微生物可以利用固氮作用和腐解作用将有机氮和无机氮转化成氨基酸。
同时，一些微生物，如氧化亚硝酸菌和硝化菌，将氨或亚硝酸盐等氮化合物的氧化成为硝酸盐，释放到土壤和水体中。
二、氮的影响氮是生态系统中一个关键的营养元素，但当其存在过于丰富或不足时，都会对生态系统造成不良影响。
氮的影响因素包括氮的形式和氮的浓度。
氮循环(Nitrogen cycle)和农业物质循环
4. 养分供求不同步
农业生态系统 的养分循环， 通常是在土壤、 植物、畜禽和 人类这样4个养 分库之间进行 的，同时，每 个库都与外部 系统保持多通 道的输入与输 出流
。
农业生态系统物流模型的建立
农业生态系统物流模型的建立一般根据研究的物流对象（N、P、K等）， 采用以下几个步骤： 1. 库和流关系 物质库主要包括土壤库、作物库、牲畜库和人类库等。物流关系是指上 述各个库之间的物质联系。 2. 养分输入、输出项目 养分输入项目包括： ①外来养分——化肥、降水、灌溉水输入； ②农副产品及人畜废弃物再利用——种子、粪便、秸秆（不包括留在田 里的根茬）； ③区域性富集； ④生物固氮。 养分输出项目包括： ①目标性输出——农畜产品； ②非目标性输出——流失、淋失、燃烧、反硝化、挥发、人畜消耗。
农业生态系统中的养分循环
一、农业生态系统养分循环的特点
农业生态系统是由森林、草原、沼泽等自然生态系统开垦而成 的，在多年频繁的耕作、施肥、灌溉、种植与收获作物等人为 措施的影响下，形成了不同于原有自然系统的养分循环特点：
1. 养分输入率与输出率较高 2. 库存量较低，但流量大，周转快 3. 保持能力弱，容易流失
在农田生态系统中，氮素通过不同途径进入土壤亚系统， 在土壤中经各种转化和移动过程后，又不同程度地离开土 壤亚系统，形成了“土壤-生物-大气-水体”紧密联系的氮 素循环
农田生态系统氮素来源
生物固氮量与化肥氮量的比较
中国 美国 澳大利亚 印度 英国 新西兰 荷兰
生物固氮量（×104Tt N/年）（A） 化肥氮量（×104Tt N/年）（B） A / (A + B) ×100
生态系统氮循环过程与全球氮素平衡演变趋势分析
生态系统氮循环过程与全球氮素平衡演变趋势分析随着人类社会的发展和全球人口的增加，氮素的循环和平衡对于生态系统的可持续发展变得越来越重要。
氮素是生物体生长和发育所必需的营养元素之一，而过度的氮素排放对生态系统造成了许多负面影响。
本文将就生态系统氮循环过程以及全球氮素平衡演变趋势进行详细的分析。
首先，我们来了解生态系统氮循环的过程。
氮循环主要包括氮的生物固定、氮的矿质化、氮的硝化和脱硝以及氮的氨化和反硝化等。
生物固定是指植物通过共生菌根、自由生活菌根和植物叶片上的固氮酶将大气中的氮气转化为植物可吸收的氨基化合物。
矿质化是指有机物中的氮被细菌分解为无机形式，如氨、铵离子和硝酸盐等。
氮的硝化是指氨和铵通过一系列细菌作用转化为硝酸盐。
脱硝是指一些细菌将硝酸盐还原为氮气或氮氧化物的过程。
氨化是指氨氧化细菌将氨转化为硝酸盐的过程。
反硝化是指反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气的过程。
通过这些过程，氮在生态系统中的转化和循环得以完成。
其次，我们要关注全球氮素平衡演变趋势。
全球氮素平衡涉及到氮素的输入、输出和储量。
氮素的输入主要包括大气固氮、化肥施用、农业活动以及河流和湖泊的径流等。
氮素的输出主要包括作物收获、氨挥发、河流和湖泊的流失以及大气中的氨和氮氧化物排放等。
氮素的储量分布在土壤和植物体内。
然而，随着工业化和农业发展的加速，全球氮素平衡出现了一些变化。
一方面，氮素输入的增加对生态系统造成了一定的压力。
化肥的大规模使用导致土壤中氮素浓度的增加，从而影响了土壤的生态化学性质和微生物的代谢活动。
农业活动中的氨挥发和农田径流也大量释放了氮素。
此外，工业活动和交通运输中的氮氧化物排放以及污水处理厂的废水排放都增加了大气中氮素的含量。
这些因素共同导致了生态系统中氮素的过量积累，引发了许多环境问题，如水体富营养化和大气污染等。
另一方面，氮素输出的增加也威胁着全球的氮素平衡。
由于生物固氮的能力有限，大气中的固态氮循环时间长，导致全球氮素固定速率相对较慢。
氮循环
氮污染的危害
（1）由氮转化的氨在微生物的作用下，会形成硝酸盐和酸性氢离子，造成土壤和水体生态系统酸化从而使 生物多样性下降。另外，铵对于鱼类来说有剧毒，因此必须对废水处理且植物排放到水中的铵的浓度进行严密的 监控。为避免鱼类死亡的损失，应在排放前对水中的铵进行硝化处理，在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝 化作用成为一个充满吸引力的解决办法。
氮循环
生态系统物质循环
01 定义
03 人为干预
目录
02 基本内容 04 污染防治
基本信息
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。 氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分，全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环 严重失衡，并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。
人为干预
人为干预
人为的固氮作用，即化学氮肥的生产和应用，大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物 燃料生成NO和NO2。人为的固氮量是很大的，估计约占全球年总固氮量的20～30%。随着世界人口的增多，这一比 例将会继续上升。
农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。在没有人为干预的自然条件下，反硝化作用产生并排入大气 的N2和N2O,与生物固氮作用吸收的N2和平流层中被破坏的N2O是相平衡的。N2O是一种惰性气体,在大气中可存留 数年之久。它进入平流层大气中以后，会消耗其中的臭氧，从而增加到达地面的紫外线辐射量。这可能会给人体 健康带来有害影响，对此还不很清楚。施用氮肥的农田排出的地面径流，城市和农村的生活污水都把大量的氮排 入河流、湖泊和海洋，常常造成这些水体的富营养化现象。
定义
定义
氮循环(2张)氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经 微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。
氮循环在全球环境变化过程中的作用
氮循环在全球环境变化过程中的作用氮是生命的重要元素之一，是构成核酸、蛋白质等有机物质的基本元素。
在自然界中，氮元素主要以气态分子的形式存在于大气中，也存在于土壤和水体中的无机盐形式。
氮的循环过程分为大气固氮、生物固氮、其它化学固氮和氮素复合等四个部分。
全球氮元素的变化直接影响到生态系统的运转，而氮循环在其中起着至关重要的作用。
氮循环的起点是大气固氮，大气中的氮元素是空气中的主要组成部分，但是在地球表面上却不能被多数生物利用。
通过一些微生物作用，如闪电、紫外线辐照等，大气中的氮分子可以被转化成氮氧化物，再随着雨水的降落而进入地表，成为固定在土壤中的一种无机氮化合物。
生物固氮则是通过一些寄生在土壤中的微生物、根瘤菌和一些植物的根系中的一些菌株，在大气固氮的基础上将固定的无机氮还原成氨或其他有机化合物。
这些有机化合物又可以转化为其他的有机氮化合物而提供给生物体的生长和繁殖，成为一些植物和微生物固定氮的重要来源。
化学固氮则是指那些特殊环境下的氮循环过程，如雷达波突破大气层时，大气分子中的 N2 在高温等多种因素下，可以直接转化为一氧化氮等一系列底物，这种化学固氮是环境自然循环之外的第一大蓄氮源。
氮素复合则是微生物降解过程中氮的分化过程，由于这种生物降解过程会把有机质变为氨或氮化物的无机物，这样形成植物营养的供应源。
氮元素在自然界中的微循环和大循环是全球氮循环过程的重要组成部分。
由於人类商业和农业活动的不断扩张，導致人工固氮和化工固氮过程比例和速率的急剧上升，氮元素在人类活动中的产生已经超过了自然的氮元素循环比例。
这种附加的氮元素流入生态系统中，破坏了氮元素在自然界中的平衡，导致了全球氮循环的不平衡。
当氮元素超过环境的承载能力时，就容易引起一连串的环境问题，如酸雨的形成、水体富营养化、温室气体的排放等。
一些生物体甚至可以利用超过环境承载力的氮元素并过度生长，对生态环境造成更大的影响。
大量张量的氮肥在底部留在起糖能源，促进生物体的再生和耐受性。
全球生态系统中的氮循环
66的固氮量为54×10吨，人类每年合成氮肥约30×10吨，这也是一个不小的数字。
豆科植物的根瘤
在共生固氮生物中，根瘤菌( Rhizobium )是最重要的，也是人类了解最清楚的。一定种类的根瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛，然后进
(四)反硝化作用(也称脱氮作用)
反硝化作用是指把硝酸盐等较复杂的含氮化合物转化为N、NO和NO的过程。由于反硝化22
作用是在无氧或缺氧条件下进行的，所以这一过程通常是在透气较差的土壤中进行的。依据同样
的道理，在氧气含量很丰富的湖泊和海洋表层，反硝化作用便很难发生。但是在水生生态系统缺氧的时期，分子氮就可以通过反硝化过程而产生。分子氮如果未在固氮活动中被重新利用则会返回大气圈库。
氮循环的很多环节上都有特定的微生物参加。
(一)固氮作用
由于大气成分的79,是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈，但是大多数生物又不能直接利用氮气，所以以无机氮形式(氨、亚硝酸盐和硝酸盐)和有机氮形式(尿素、蛋白质和核酸等)存在的氮库对生物最为重要。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物(主要是硝酸盐和氨)以后，才能被生物所利用。虽然固氮的方法有物理化学法和生物法两种，但其中以生物固氮法最
人工固氮对于养活世界上不断增加的人口作了重大贡献，同时，它也通过全球氮循环带来了不少不良的后果，其中有些是威胁人类在地球上持续生存的生态问题。大量有活性的含氮化合物进入土壤和各种水体以后对于环境产生的影响，其范围可能从局域卫生到全球变化，深至地下水，高达同温层。
流入池塘、湖泊、河流、海湾的化肥造成水体富营养化，藻类和蓝细菌种群大爆发，其尸体分解过程中大量掠夺其他生物所必须的氧，造成鱼类、贝类大规模死亡。海洋和海湾的富营养化称为赤潮，某些赤潮藻类还形成毒素，引起如记忆丧失、肾脏和肝脏的疾病。造成水体富营养化和赤潮的原因，除过多的氮以外，还有磷，两者经常是共同起作用的。一般来说，氮污染使土壤和水体的生物多样性下降。
海洋厌氧细菌在全球氮循环中的作用
海洋厌氧细菌在全球氮循环中的作用氮是地球生命的重要元素之一，它存在于空气中78%的含量中，也是生物体内的重要组成部分。
海洋是地球最大的氮储库之一，它约占地球氮的92%。
然而，氮元素在海洋中不同于空气中的氮元素，它不能被海洋中的生物直接利用，而是需要在生物过程中经过一系列化学反应被转化成形式氮才能被生物利用。
其中，厌氧细菌在全球氮循环中发挥着重要的作用。
一、海洋厌氧细菌介绍厌氧细菌是一类需要在完全没有氧气存在的条件下生存繁殖的细菌。
它们存在于海洋和淡水环境中，并在生物地球化学周期中扮演着重要角色，特别是在海洋中的氮循环过程中。
海洋厌氧细菌由两种主要类型组成：硝化细菌和反硝化细菌。
硝化细菌可以将氨氮转化为硝酸盐，反硝化细菌则能够将硝酸盐还原为氮气。
二、海洋厌氧细菌在氮循环中的作用厌氧细菌在海洋中的氮循环过程中起着至关重要的作用。
它们通过固定氮气和转化硝酸盐为氮气的过程，将无法被生物体利用的氮元素转化为可用的形式氮，从而满足了生物体对氮的需求。
另外，在海洋厌氧细菌的作用下，海洋中硝酸盐含量得以有效控制，避免了过多的硝酸盐释放到大气中，从而减少氮氧化物（NOx）对臭氧层的破坏。
这一过程对于维护地球的自然环境至关重要。
海洋厌氧细菌在全球氮循环中的作用不仅体现在海洋中。
它们也通过深海水泵将生物营养物质带入深海，促进了深海生态系统的发展，同时还帮助控制了海洋营养盐浓度。
三、对海洋厌氧细菌的保护尽管海洋厌氧细菌在全球氮循环中起着至关重要的作用，但由于人类活动和气候变化的影响，其生存环境已经遭到破坏。
对于保护海洋厌氧细菌，我们需要采取多种措施。
包括减少污染、减少氧化剂排放、控制海洋营养物质的投放以及进行科学研究等等。
综上，海洋厌氧细菌在全球氮循环中发挥着至关重要的作用。
通过对其生存环境的保护，我们可以更好的维护地球生态环境的稳定，推动全球可持续发展。
氮循环影响了全球气候变化
氮循环影响了全球气候变化氮循环是地球上重要的生态过程之一，它在自然界中起着至关重要的作用。
然而，人类活动的加速和不可持续的农业和工业实践已经扰乱了氮循环，对全球气候变化产生了直接和间接的影响。
氮是地球上最丰富的元素之一，它存在于大气、陆地、水体及生物体中。
氮通过氮循环，实现了在不同形式之间的转化。
氮循环包括气体氮固定、氨基酸合成、植物吸收和生物矿化等过程。
这些过程不仅维持了生态系统的结构和功能，也对大气中的温室气体浓度以及气候变化发挥了重要作用。
首先，氮循环直接影响了大气中温室气体的浓度。
大气中的氮气（N2）对大气温室效应没有直接贡献，但氮气在闪电活动和工业过程中会与氧气反应形成一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）等氮氧化物。
这些氮氧化物是温室气体，它们能够吸收和重新辐射地球表面的红外辐射，导致大气层温度上升，加剧全球变暖的速度。
其次，氮循环对地表植物和土壤中的碳储存和释放起着重要作用。
植物对氮元素的吸收和利用可以促进碳吸收，并直接或间接地增加土壤碳储量。
然而，由于过度施肥和农业活动的不当管理，导致大量氮进入土壤和水体中，改变了植物和微生物对碳的转化和分解过程。
这增加了土壤有机碳的氧化速率，释放更多的二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4），加速了温室效应。
此外，氮循环还通过影响空气和水体中的氨气和硝酸盐含量，对全球气候变化产生了间接影响。
氨气和氮氧化物与大气中的颗粒物形成气溶胶，影响云的形成和性质。
这些气溶胶起到云凝结核的作用，对云的反射、吸收和辐射特性产生影响，从而影响太阳辐射的入射和地球辐射的出射，改变气候格局和气候系统的稳定性。
另外，氮循环中的氮素流失和污染还对水体生态系统和海洋气候变化造成了影响。
过度施肥和未经处理的农田排放物导致农田径流和土壤侵蚀增加，降雨径流中的氮素含量增加，进而流入河流、湖泊和海洋。
这些营养盐的输入引发了水体富营养化，导致水体中蓝藻和藻华的大规模爆发，形成海洋赤潮和死区。
海洋微生物对全球氮循环的影响及调节机制分析
海洋微生物对全球氮循环的影响及调节机制分析引言：氮是地球上生物体生长和代谢所必需的重要元素之一。
在自然界中，氮存在于大气中的氮气（N2）、水中的溶解性氮和有机氮形式。
然而，氮在生物圈中的转化过程需要借助氮循环来完成。
海洋是地球上最大的氮循环过程的场所之一，而其中微生物扮演着重要的角色。
本文将探讨海洋微生物对全球氮循环的影响及调节机制。
一、海洋微生物对全球氮循环的影响1.1 氮固定作用微生物通过氮固定作用将大气中的氮气转化为可被生物利用的氨（NH3）、硝酸盐（NO3-）等形式，从而促进了溶解态氮的转化和利用。
海洋中的一些细菌和蓝藻就是重要的固氮微生物。
1.2 氮的有机物质分解海洋微生物还参与了有机物质的分解过程，将有机氮转化为无机氮。
这一过程称为氮释放作用。
这种释放后的无机氮可再次参与到氮固定或氮转化过程中。
1.3 氨化过程在海洋中，氮化合物可以通过微生物媒介的氧化和还原反应进一步转化。
其中，氧化产物一般为硝酸盐，还原产物一般为氨。
这种过程对于海洋生态系统中氨的生成和消耗具有重要的影响。
1.4 硝化作用硝化作用是指微生物对氨直接氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，这一过程在海洋中的硝酸盐循环中发挥重要作用。
硝化作用将氨转化为硝酸盐，从而增加了溶解态氮的含量。
二、海洋微生物对全球氮循环的调节机制2.1 生态拓扑调节机制微生物在海洋氮循环中的参与和调节被认为是生态系统中氮循环调控的关键。
通过微生物与其他生物的相互作用，整个氮循环得以顺畅进行。
例如，微生物通过与植物共生固氮、与浮游植物共同竞争氮源等生态拓扑调节机制，影响着氮的转化速率和分布。
2.2 微生物群落结构调节机制微生物群落结构是海洋氮循环中另一个重要的调节机制。
不同类型的微生物群落对氮的转化和利用有不同的贡献。
例如，在浮游细菌中，一些包括氨氧化菌、亚硝酸还原菌和硝化细菌在内的微生物群落协同作用，推动着氮的转化过程。
2.3 环境因素调节机制海洋微生物对全球氮循环的调节还受到环境因素的影响。
大规模全球海洋系统氮循环模拟与变化分析
大规模全球海洋系统氮循环模拟与变化分析概述：氮是生命中不可或缺的元素之一，它在地球上的循环过程对生态系统的生物生产力和生物多样性起着重要作用。
海洋作为地球上最大的生态系统，在全球氮循环中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨大规模全球海洋系统中的氮循环模拟与变化分析的相关研究成果。
一、氮循环简介氮在海洋中以多种离子形式存在，如硝酸盐、铵盐、尿素等。
海洋中的氮循环主要通过生物固氮、化学固氮、硝化和反硝化等过程进行。
生物固氮是指一些特定的微生物能将氮气转化为有机形式的氮，供其他生物利用；化学固氮主要发生在近岸海域，由氮化合物通过降水进入海洋；硝化是指一系列氧化氮化物的微生物过程；反硝化是指一系列还原氮氧化物的微生物过程。
这些过程共同构成了复杂的海洋氮循环网络。
二、海洋氮循环的模拟方法为了深入了解海洋氮循环的机制和变化趋势，科学家们采用了多种模拟方法。
其中，最常用的方法之一是数值模型。
数值模型可以基于物理学、化学和生物学的原理来模拟海洋中氮循环过程。
这些模型能够考虑到地球系统的不同尺度和多个过程的相互作用，提供了对氮循环复杂性更全面的认识。
此外，还可以通过实地观测和实验室研究的数据来验证和修正数值模型。
三、海洋氮循环模拟的关键参数在进行海洋氮循环模拟时，有一些关键参数需要考虑。
首先是海洋生物固氮和化学固氮速率。
这些速率决定了氮的固定通量，对全球氮循环和生物生产力有重要影响。
其次是硝酸盐和铵盐的来源和去向。
这些盐离子是海洋中重要的氮供应源，其输送和交换过程对氮循环的变化产生显著影响。
此外，还需要考虑氮氧化物的浓度和分布，以及硝化和反硝化过程的速率。
四、海洋氮循环的变化分析通过对海洋氮循环的模拟和观测，科学家们能够分析其变化情况并推测未来趋势。
研究表明，在过去几十年中，人类活动对海洋氮循环的影响日益显著。
氨肥的使用、工业污染等都导致海洋中氮的流动发生了明显变化。
这些变化影响了海洋生态系统中的生物体的分布和生产力。
全球氮循环的主要过程
全球氮循环的主要过程
《全球氮循环的主要过程》
嘿，咱今天就来聊聊这全球氮循环的主要过程哈。
你知道吗，就拿我家门前那片草地来说吧。
有一天我就蹲在那观察，那小草长得可茂盛啦。
氮这玩意儿啊，就从大气中开始它的旅程啦。
就好像一个小调皮，到处溜达。
大气中的氮气就像一个大部队，浩浩荡荡的。
然后呢，有些氮气被一些特别的微生物，就像一群勤劳的小工匠，给“抓”住啦，变成了氨。
这氨呢，就像个爱打扮的小姑娘，摇身一变，又成了其他含氮的化合物。
这些含氮化合物就顺着土壤啊，水流啊，到处跑。
接着呢，小草们可高兴啦，它们大口大口地把这些含氮的东西吃进去，就像我们吃好吃的一样，吃得可香啦。
小草们长得越来越好，说不定还在那偷偷乐呢。
再后来，等小草老了，或者被什么动物咬了，这氮又重新回到了土壤里。
嘿，这就像一个循环的游戏一样，转来转去。
最后啊，这些氮又会回到大气中，准备开始新的一轮循环之旅。
就好像我们每天的生活一样，有来有回，循环往复。
哎呀，这全球氮循环可真是神奇又有趣啊，就像我家门前那片草地一样，充满了生机和活力呢！希望你们也能感受到这份奇妙呀！。
全球氮循环模拟模型发展及其水质管理潜力分析
全球氮循环模拟模型发展及其水质管理潜力分析氮是一种关键的营养元素，对于地球上生物系统的生长和繁衍起着至关重要的作用。
但随着工业化和农业生产的发展，氮污染问题日益严重，给水质安全和生态系统带来了巨大的威胁。
因此，我们迫切需要有效的方法来管理氮的循环和减少氮污染。
全球氮循环模拟模型的发展为我们提供了一种有力的工具来分析和管理氮循环，并评估其在水质管理中的潜力。
全球氮循环模拟模型是一种基于数学和计算机技术的模拟方法，它可以模拟氮在地球系统中的转化和运输过程。
这些模型可以考虑氮的来源、转化和排放途径，以及人为活动对氮循环的影响。
通过模拟氮循环，我们可以定量地评估不同因素对氮循环的影响，预测氮的输送路径和浓度分布，识别氮污染的源头和风险，以及评估不同管理措施的效果。
全球氮循环模拟模型的发展经历了几个阶段。
最初的模型主要基于物理和生物过程的理论，如气候变化、土壤有机质分解、植物吸收等。
这些模型的发展使得我们能够更好地理解氮循环的基本机制和过程。
随着数据的积累和计算机技术的进步，近年来的模型逐渐发展为集成模型，能够综合考虑全球尺度上的氮循环过程和其影响因素。
全球氮循环模拟模型的应用可以广泛涉及水质管理领域。
首先，这些模型可以帮助我们了解氮源的分布和贡献，从而确定优先治理的区域。
其次，模型可以评估不同管理措施的效果，如农业管理实践和废水处理技术。
通过模拟不同的管理方案，我们可以确保资源的高效利用，并减少氮污染的风险。
此外，全球氮循环模拟模型还可以预测未来的氮循环变化，帮助我们制定长期的水质管理策略。
虽然全球氮循环模拟模型在水质管理中具有潜力，但也存在一些挑战和局限性。
首先，模型的准确性依赖于输入数据的质量和精度。
因此，我们需要收集和整合全球范围内的氮循环数据，以提高模型的可靠性和预测能力。
其次，模型的复杂性和计算要求较高，需要具备一定的技术和专业知识来操作和解释结果。
此外，不同地区和生态系统的差异也需要在模型中进行考虑，以获得更准确的预测和管理建议。
氮循环与全球氮素污染控制策略
氮循环与全球氮素污染控制策略氮素是地球上最重要的营养元素之一，它是植物生长所必需的，是人类及动物体内蛋白质、核酸等物质的构成成分，在维持自然界生态平衡和人类生存中起着不可替代的作用。
然而，由于人类活动不断加重，氮素的循环系统逐渐失衡，导致全球氮素污染加重，对环境和人类健康产生越来越大的威胁。
因此，控制氮素污染成为当今环境保护中一个重要的课题。
氮循环的过程氮循环是指在自然界中，氮素在不同的物理、化学、生物条件下不断转化和循环的一种自然现象。
氮气通过闪电、火山喷发等自然现象可以被固定为氨，进一步转化成硝酸盐和硫酸盐，被植物吸收利用。
植物经过光合作用，将二氧化碳和水转化为有机物时，也需要吸收一定的氮素。
动物摄食植物，摄入植物所含氮素，成为生物体内蛋白质、核酸等物质的构成成分。
而这些有机物转化、分解时，又会释放出氨、亚硝酸盐、硝酸盐等化合物，进而组成了氮素的循环系统。
全球氮素污染的心理原因虽然氮素是自然界不可或缺的元素，但人类却通过大量使用化肥、化学肥料、人类及动物排泄物等手段，使氮素在循环中的量不断增加，进而引发了全球氮素污染。
全球氮素污染的主要来源有：农业、工业、废弃物堆肥、燃煤和汽车尾气等。
农业中大量使用化肥、化学肥料，不仅会导致植物对氮素吸收的过度依赖，而且还会造成氮素的过度积累，进而影响土壤pH值的平衡，从而影响种植效果。
同时，由于化肥中的氮素含量过高，即使植物无法完全吸收，会随着水分流到水体中，进而影响水质。
工业排放和废弃物堆肥的过程中，会产生大量的氮气、氨、硝酸气等化合物，这些物质在空气和水体中的存在都会对生态环境产生不良影响。
燃煤和汽车排放中也存在氮气的排放，这些排放会通过空气、水体等途径进入自然界，对生态环境造成危害。
全球氮素污染所带来的问题全球氮素污染不仅影响了生态环境和人类健康，也给世界粮食安全带来了严重威胁。
其中，全球氮素污染对水体的影响较为严重。
氮素通过水体被排放后，会引发水体富营养化，进而大量繁殖藻类，最终导致水体死亡，对水生生态造成重创。
全球氮循环与水循环的交互作用
全球氮循环与水循环的交互作用氮循环和水循环是地球上两个最为基础的生态循环系统，两个循环之间相互作用紧密，互为影响。
氮循环主要是在生物、土壤和大气之间交换，而水循环则是在大气、陆地和海洋之间相互作用。
在这两个系统中，水的分布和运动不仅影响了氮素的分布和运动，同时，氮循环也会影响着水循环。
全球氮循环氮素是植物的基本元素之一，对于大自然来说是至关重要的营养元素。
氮的循环主要包括三个方面：固氮、氨化和硝化。
固氮是将氮气转化为能够被其他生物利用的形式，如铵盐，氨化是将有机氮转化为铵盐，而硝化是将铵盐转化为硝酸盐，这是植物最主要的氮源。
同时，氮循环也包括了其他过程，如沉积、淋溶和植物摄取。
氮循环受到众多因素的影响，包括温度、湿度、土地利用等。
氮素的排放来源于大自然中的生物以及人类工业活动，如农业、肥料制造等。
虽然目前的地球氮素循环系统还不是完全清楚，但是，人类的活动已经对氮循环产生了深远的影响：排放过多的氮素导致了水体富营养化、酸性雨的出现等。
此外，氮循环也会在全球范围内形成大气气溶胶、PM2.5等气态氮氧化物，对人类健康和环境造成影响。
全球水循环水循环涉及到大气、土壤和水体，是地球上最为重要的循环之一。
水的循环受太阳的影响，大气中的水从海洋和陆地蒸发升华，经过空气层和空气流动的作用，以云朵的形式封存。
此后，雨水和雪水会落下来，蓄积在水体、土壤和植物中。
水循环的速度取决于地理位置和气候条件。
在全球尺度上，水循环对气候和植物分布都有很大的影响。
氮循环和水循环之间的交互作用氮循环与水循环密切相关。
氮的循环过程会影响土壤中水的含量，而水循环也对氮的循环有影响。
水在土壤中的渗透性和吸附特性都可以影响氮的吸收和淋溶率。
此外，氮循环中的沉降和升华也会受到水循环的影响。
例如，强风和大雨会把氮氧化物和颗粒物从大气中去除，这是“除尘魔法”的一种效应。
不仅如此，氮素的排放也会对水循环带来深远的影响。
在农业生产中，化肥的使用可以促进农作物生长，但过多的化肥则容易污染水源和土壤，进而对水循环产生负面影响。
全球生态系统碳-氮-循环
富营养化
生态环境 变化系统
全Pg球C；的温流碳室量库单气储位量体：及P碳gC循y环r-1通量。碳库单位：
肥料
营养
农业食物 生产系统
全球氮循环
植被能源 生产系统
全球水循环与气候变化及水资源安全的关系
气候环境 变化系统
降水量及其 时空变异
水资源与 水环境
气候调节
水资源安全 水质量安全
水生态环境
水分条件
水生态环境
水分条件
农业食物 生产系统
现在全世界1/5之一的人口面临中度至高度缺水 状态；2025年，全世界将有2/3的人口生活在中 等或严重缺水的国家之中，中国人均用水量不
到发达国家的1/4
植被能源 生产系统
陆地生态系统碳-氮-水耦合循环与全球变化
全球变暖
全球碳循环
温室气体效应
对生态系 温室气体统的影响
温室效应
太阳短波辐射 地表吸收、增温
温室气体吸 收并反射地 表长波辐射
地表长大波辐射气系统成分变化
碳、氮交换通量
生态系统
• 开展我国陆地碳汇时空格局、增汇潜力和技术途径的综合研究是我国现阶段重大的科技需求； • 生态系统与大气之间的碳氮温室气体交换通量是揭示生态系统碳汇功能及其变异的重要指标
全球碳收评估的结论及其不确定性 Nhomakorabea1.0 Pg C y-1
+ 8.3Pg C y-1
4.3 Pg y-1
大气 46%
2.6 Pg y-1
陆地 28%
2.5 Pg y-1
海洋 26%
人类排放的CO2的去向
Le Quë rë et al. 2012 Global Carbon Project 2012
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亚热带盐沼湿地土壤氮循环关键过程对全球变化的响应摘要河口盐沼湿地受到了陆地和海洋相互作用的影响，可以认为是生物活动较为活跃的地区，同时也是地球化学过程最为活跃的地区，对人类和社会有着重要的影响。
氮在大气组分占78%，是大气圈中最丰富的元素，其在环境介质中的含量会直接影响到周围生物的生长。
由于目前大量的人为输入氮源对河口的盐沼湿地已经产生了巨大的影响，河口地带出现赤潮、河口溶解氧含量锐减,以及大量的温室气体从河口溢出等环境效应。
本研究以福州闽江河口盐沼湿地为研究对象，充分的研究了土壤氮循环的关键过程对全球变化的响应，通过野外采集、实验室模拟的方式，定量的研究了闽江河口盐沼湿地土壤-水体界面的氮循环过程，分别研究了盐入侵、植物入侵、酸沉降和盐沼湿地改为养虾塘后，土壤中硝化、反硝化和矿化作用的变化情况，探讨了氮在河口湿地的变化，及其在河口湿地扮演的重要角色。
主要得到的研究结果如下：1、植物入侵对氮循环的影响无机氮和总氮：（1）互花米草入侵改变了土壤NO3--N含量在不同土层含量，可显著降低土壤的NO3--N含量，但整体增加了土壤的NH4+-N含量。
（2）互花米草不同入侵过程土壤TC、TN含量以及C/N比的垂直变化特征均比较一致，入侵整体增加了土壤的碳氮含量和C/N比和土壤的碳氮储量。
（3）闽江口互花米草入侵对短叶茳芏湿地土壤碳氮含量的影响相对于江苏盐城、长江口以及杭州湾湿地的影响可能更为显著，主要与其对闽江口湿地植物群落格局、养分生物循环以及强促淤作用引起的土壤颗粒组成等的显著改变有关。
互花米草入侵亦改变了土壤中陆源和海源有机质的来源比例，使得入侵后湿地土壤养分的自源性增强。
硝化和反硝化：（1）闽江河口湿地土壤的反硝化速率远高于硝化速率，且呈现明显的季节变化，夏季的硝化-反硝化作用最强。
不同季节条件下，土壤硝化-反硝化速率由大到小顺序，硝化速率：夏季>春季>秋季>冬季，反硝化速率：夏季>秋季>冬季>春季；按不同植被类型下土壤硝化-反硝化速率由大到小顺序，硝化速率：入侵边缘>互花米草>短叶茳芏，反硝化速率：互花米草>交汇处>短叶茳芏。
（2）闽江河口湿地不同植被类型下沉积物-水界面N2O交换通量呈现明显的季节变化。
土著物种短叶茳芏的土壤仅春季对上覆水N2O有微量吸收，夏、秋两季均对水体释放N2O，表现为水体中N2O的净源；由于互花米草的入侵，入侵边缘的土壤为春季释放N2O，而夏、秋两季土壤均吸收N2O，与土著物种短叶茳芏完全相反；互花米草入侵成功后的土壤，其夏季的沉积物-水界面N2O交换通量达到最大，表现为向水体释放较多的N2O，而其春、秋两季都为吸收N2O，但吸收总量小于释放量。
（3）闽江口湿地互花米草入侵后，增强了土壤的硝化-反硝化作用，促进了N2O对大气的释放。
矿化作用：（1）实验通过对不同样地不同土层的研究揭示，土壤氮矿化水平随土层深度的增加降低。
这是由于随着土层深度的不断增加，土壤透气性逐渐降低，可供降解的有机质越来越少，微生物数量下降，氮矿化也随之下降。
（2）对于某一土层来说,随着培养时间的变化其矿化速率表现出波动性，有的随培养时间的增加而下降，有的呈现波浪形变化，这可能是由于季节性变化和土壤层的凋落物降解快慢有关。
（3）互花米草入侵确实影响了原土著种短叶茳芏土壤的矿化规律特征，从整体上来看互花米草入侵加强了短叶茳芏矿化效果。
（4）入侵机制存在的情况下,互花米草的入侵对原土著种短叶茳芏土壤矿化的影响表现为:夏季＞春季＞秋季＞冬季。
土壤温度、湿度等因子在不同季节差异很大，由土壤微生物的活动以及植物的生长周期和生长特性所引起氮矿化强度的季节变化也较大。
2、盐入侵对氮循环的影响(1)道庆州和鳝鱼滩湿地土壤覆水理化性质分析：结果显示鳝鱼滩和道庆州湿地沉积物中电导率和硝态氮随季节变化影响较大；鳝鱼滩和道庆州覆水中各指标均随季节变化而变化较大。
(2)道庆州和鳝鱼滩湿地土壤硝化特征：硝化速率和硝化活性特征曲线看出，不同浓度的盐能够抑制硝化细菌的活性，导致硝化速率降低。
(3)道庆州和鳝鱼滩湿地土壤反硝化特征：道庆州和鳝鱼滩反硝化活性随着培养天数的增加而增加，说明不同盐度胁迫下，对反硝化影响不是很大。
(4)道庆州和鳝鱼滩湿地土壤矿化特征：从矿化特征曲线看，道庆州和鳝鱼滩湿地矿化速率均出现先增加后减少的趋势，对于鳝鱼滩而言，矿化前期，不同盐度的海水能够刺激氨化，使氨化细菌活性增加，其中盐度为5‰对应的矿化速率最大，而随着时间的增加，在第35天时，盐度为0‰对应矿化速率最大，之后矿化速率在不断降低，说明土壤中的有机质不断的减少，不能够满足氨化细菌的需求，氨化能力降低。
道庆州的变化趋势与鳝鱼滩相似，随着时间的变化，出现先增加后减少的趋势，在21天时，盐度为5‰对应的矿化速率最大。
3、酸沉降对氮循环的影响（1）pH 并不是影响土壤硝化作用的唯一因素,不同梯度pH值条件下，硝化速率的变化趋势均随着时间变化呈现出―N‖字曲线，但不同梯度pH值之间的硝化速率变化差异不大.（2）模拟酸雨对土壤反硝化速率随着时间的变化减少。
而土壤反硝化活性则随着培养天数逐渐增加。
原因可能是土壤值降低，会影响到反硝化细菌和反硝化酶的活性，使反硝化作用减弱。
（3）不同pH条件下，其矿化速率都不相同，酸沉降对土壤矿化影响可能受到多个因素的控制。
4、土地利用变化对氮循环的影响（1）不同时期的硝化速率变化趋势基本保持一致，表现为先增加后减少，各个时期的硝化活性变化趋势随着时间变化均呈现先增加后减少的趋势，硝化反应的变化可能与养殖塘的中期和后期硝化细菌的活性受到了水质的影响有关，土地利用的变化也间接或直接引起养虾塘内的硝化作用。
（2）本研究过程中养虾塘初期、中期和末期的反硝化速率及反硝化活性和时间之间的关系均呈现出先增加后减少，最后趋于平衡的趋势。
且各个不同时期反硝化速率大体表现为初期＞中期＞末期。
该结果一方面说明鱼虾等水生生物的生命活动及其对水体或沉积物扰动作用的强度均对水体反硝化过程有着重要作用，土地利用的变化将对反硝化作用及其N2O的生成与释放有着重要作用。
（3）土地利用的变化，引起场地周边环境的变化，包括湿度，尤其微生物活动等的改变，对场地内的矿化作用产生较大的影响。
各不同时期的养虾塘的矿化速率和培养周期之间的曲线变化趋基本保持先增加后减少的趋势。
最大值均出现在中期。
土壤氮矿化随时间的推移而降低。
关键词：闽江河口；氮转换；植物入侵；盐水入侵；酸雨；土地利用变化abstractAffected by the interaction between the land and sea, the salty marsh wetland on estuary can be regarded as an active area of living things, and the most active region of geochemical process, thus having an important influence to the human and society. Nitrogen accounts for 78% in the atmosphere components, and it is the most abundant in the atmosphere. The content in the medium of environment will directly affect the growth of the creatures around. At present, a lot of nitrogen source is entering the salty marshes of the estuary wetland, thus producing huge influence such as red tides , the collapse of oxygen content of estuaries dissolving, and the overflow effect of a large amount of greenhouse gases from the environment. based on Fuzhou Minjiang estuary salty marsh wetland, this research fully studies the effects of the key process of soil nitrogen cycle in response to the global change. Through the way of field sampling and laboratory simulation, the author quantitatively studies the Minjiang estuary salty marsh wetland soil - water interface of the nitrogen cycle, and also studies the salt intrusion, plant invasion, acid deposition and salt marsh wetland to raise shrimps, nitrification and denitrification in the soil and the change of mineralization respectively, and the author also so some research on the change of nitrogen in the estuarine wetland, and the important roles of them in estuarine wetland. The main research results are as follows:1、the influence of plant invasion in the nitrogen cycleInorganic nitrogen and total nitrogen: (1) the invasion of qingjiao rice grass changed the content of soil NO3 -- N in different soil, and it can significantly reduce the content of soil NO3 – N. But it increases the overall content of NH4 + -n in soil.(2) The content of the qingjiao m grass soil TC, TN in the different invasion process , and the vertical variation of the C/N ratio are relatively consistent. The invasion increased soil carbon and nitrogen content, the C/N ratio and the storage of soil carbon and nitrogen. (3) The influence of the minjiang mouth qingjiao rice grass invasion on short leaf cyperus malaccensis wetland soil carbon and nitrogen content is relatively more significant than that of the wetland in Yancheng, Jiangsu province, the Yangtze estuary and Hangzhou bay. It’s mainly related to the plant community structure, the nutrient cycle and strong effect on promoting sedimentation causes significant changes in the composition of soil particles in theMin river mouth wetland. The invasion of grass also changed the rate of the source of terrigenous and the source of organic matter in soil, making an enhancement of the invasion of the wetland soil nutrients.(1)Nitrification and denitrification : the soil denitrification rate in Minjiang estuary wetland is far higher than that of nitrification rate, and presents a obvious seasonal change, and it works best in summer. Under the condition of different seasons, soil nitrification and denitrification rate from big to small order, nitrification rate: summer > spring > autumn > winter, and the denitrification rate: summer > autumn > spring > winter; According to soil nitrification and denitrification rate under different vegetation types from big to small order, nitrification rate: invasion of edge > rice straw > short leaves each cyperus malaccensis, denitrification rate: qingjiao junction of rice straw >intersection > short cyperus malaccensis.(2)The seasonal exchange of the Minjiang estuary wetland sediment and water interface under different vegetation types is obviously. The soil of the indigenous species of short leaf cyperus malaccensis has only tiny absorption to the overlying water N2O in spring, but in summer and autumn it releases N2O to water, characterized by the clean source of N2O in water; due to the invasion of qingjiao rice grass, on the edge of the invasion, of soil N2O release in spring, and soil absorbs N2O in summer and autumn, which if quite opposite to the short leaf of indigenous species cyperus malaccensis; after the successful invasion of Qingjiao meters of grass, the exchange of sediment of the soil and water interface achieve the maximum of N2O in summer, which is characterized by releasing more water of N2O, and in spring and autumn is for the absorption of N2O, but the absorption amount is less than the amount of release.(3) After the invasion of the Minjiang qingjiao mouth wetland rice grass, the soil nitrification –denitrification has been enhanced, and the N2O release to the atmosphere has also been promoted.Mineralization: (1) through the studies of soil in different layers, the experiment discovers that, soil nitrogen mineralized level reduces with the increase of soil depth. This is because along with the increase of soil depth, soil permeability is gradually reduced, and the organic matter for the degradation becomes increasingly less, the microbial population declines, and nitrogen mineralization also decreases. (2) for a particular layer soil, as the cultivating time change, the mineralization rate shows the volatility. Some decreases along with the increaseof incubation time, some appears wavy change. This may be due to seasonal changes and the speed of the degradation.(3) the invasion of qingjiao rice grass did affect the mineralization regularity of the original native species of short leaf cyperus malaccensis soil, but on the whole the invasion strengthened short cyperus malaccensis mineralization effect. (4) under the presence of invasion mechanism, the influence of the invasion on the original indigenous short leaf cyperus malaccensis soil mineralization is characterized by: summer > spring > autumn > winter. Soil temperature, humidity and other factors are various in different seasons, and the nitrogen mineralization intensity caused by the activities of soil microbes and plant growth cycle is also significant.2、the influence of salt invasion on the nitrogen cycle(1) the physical and chemical properties analysis of gyeongju and eel beach wetland soil water: the results show that the sediments conductivity and nitrate on the eel beach wetland vary greatly with the seasons change; each indexes of eel beach and the gyeongju overlying water vary greatly with the season changes.(2) the soil nitrifying characteristics of gyeongju and eel beach wetland: according to the nitrification rate and denitrification activity characteristic curve, different concentrations of salt can inhibit the activity of nitrifying bacteria, leading to the reduction of nitrate.(3) the soil denitrification characteristics of gyeongju and eel beach wetland: the denitrifying activity of the gyeongju and eel beach as increases with the increase of the number of cultivating days, and it shows that under different salinity, the influence on denitrifying is not very big.(4) the soil mineralization characteristics of the gyeongju and eel beach wetland: looking from the mineralization characteristic curve, the mineralization rate of gyeongju and eel beach wetland are presented in a trend of increasing after decreasing. For eel beach, at the beginning of the mineralization, the different salinity of sea water stimulates the ammoniation, making ammonifying bacteria activity increases, and the salinity of 5 ‰ corresponding mineralization rate reaches the maximum. With the increase of time, on the 35th day, the corresponding mineralization rate of 0 ‰ salinity rea ches the largest, and after themineralization the rate is on the decrease, showing that the soil organic matter reduced unceasingly, and it will not be able to meet the needs of ammonifying bacteria, ammonifying capacity reduction. The change trend of the gyeongju is like that of the eels beach, with the change of time, first increase and then decrease, and on the 21th days, the mineralization rate of the corresponding 5 ‰ salinity is the largest.3、the influence of the acid subsidence on the nitrogen cycle(1) the pH is not the only factor affecting the soil nitrification. Under different gradient condition of pH, the change trend of nitrification rate presents a "N"curve with the chage of time, but the difference among different nitrification rate pH gradient is not significant.(2) the soil denitrification rate of the simulated acid rain decreases with the change of time, While the soil denitrification activity gradually increases with the increasing of the cultivating days. The reason may be that the reduction of the soil could affect the activity of the denitrifying bacteria and denitrifying enzyme , thus weakening the denitrification.(3) Under the different pH conditions, the mineralization rate is not the same, so the effect of acid deposition on soil mineralization may be controlled by multiple factors.4、the influence of land use change on the nitrogen cycle(1) the nitrification rate in different periods are almost consistent with the change trends, presenting a first increase and then decrease change. The denitrification activity trends also presents the same trend according to the time change. The change of the nitration reaction may be related to the affection of the water quality on the activity of nitrifying bacteria in middle and late terms. The change of the land use affects the nitrification in shrimp pools directly or indirectly.(2) the denitrification rate in the middle and late process of shrimp raising in this study and the relationship between denitrification activity and time shows the trend of first increasing and then decreasing, and finally tends to the balance. The denitrification rate in different period presents a trend of early period > middle period > late period. The results suggests the great effect of life activities of the fish and shrimps and the aquatic body andits sediment disturbance intensity on water denitrification process, and the great effect of land use change on denitrification and the formation and release of N2O.(3) The change of land use causes the changes in the surroundings, including moisture, especially the change of the microbial activity, which has a relatively large impact on mineralization of the field. The mineralization rate in different periods and training cycle curve keeps a trend of increasing first and then decreasing. The maximum appears in the medium term. The soil nitrogen mineralization decreases over time.Key words: Minjiang estuary; Nitrogen transformation; Plant invasion; Salt water intrusion; Acid rain; Land use change目录第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 研究背景 (2)1.3 国内外研究现状及发展动态 (3)1.3.1 植物入侵对湿地土壤氮循环的影响 (3)1.3.2 盐水入侵对湿地土壤氮循环的影响 (6)1.3.3 酸沉降对湿地土壤氮循环的影响 (7)1.3.4 土地利用变化对湿地土壤氮循环的影响 (9)1.4 本研究的科学问题 (11)1.5 研究内容与意义 (11)1.5.1 研究内容 (11)1.5.2 研究意义 (12)1.6 论文创新点 (12)第2章研究区概况与研究方法 (12)2.1 研究区概况 (12)2.2 样品的采集与实验方法 (12)2.2.1 N2O通量及环境影响因子研究 (12)2.2.2 沉积物N2O产生和释放测定的培养实验 (12)2.2.3 实验样地环境背景值的测定 (12)2.3 数据处理与分析 (12)第3章潮汐湿地土壤氮转换过程对植物入侵的响应 (13)3.1 引言 (13)3.2 研究材料与方法 (14)3.2.1土壤样品的采集与培养 (14)3.2.2 土壤样品分析与测定 (17)3.3 结果 (18)3.3.1入侵不同阶段土壤无机氮、总氮的变化特征 (18)3.3.2入侵不同阶段的土壤硝化-反硝化作用 (19)3.3.3 入侵不同阶段土壤矿化作用 (22)3.4 讨论 (25)3.4.1 硝化-反硝化作用对植物入侵的响应 (25)3.4.2 矿化作用对植物入侵的响应 (28)3.5 总结 (30)第4章潮汐湿地土壤氮转换过程对盐水入侵的响应 (32)4.1 引言 (32)4.2 研究材料与方法 (32)4.2.1 实验样地 (32)4.2.2 培养条件设置 (33)4.2.3 土壤样品的采集与培养 (33)4.2.4 氮矿化速率、硝化与反硝化速率的计算方法 (34)4.2.5 盐水入侵实验条件选择 (34)4.3 结果 (34)4.3.1 土壤理化性质分析 (34)4.3.2盐水入侵对土壤硝化作用的影响 (35)4.3.3盐水入侵对土壤反硝化作用的影响 (36)4.3.4盐水入侵对土壤矿化作用的影响 (37)4.4 讨论 (38)4.4.1硝化-反硝化作用对盐水入侵的响应 (38)4.4.2矿化作用对盐水入侵的响应 (40)4.5 总结 (41)第5章潮汐湿地土壤氮循环过程对酸雨的响应 (42)5.1 引言 (42)5.2 酸雨对湿地土壤氮转换的影响 (43)5.2.1 酸雨对土壤硝化作用的影响 (43)5.2.2 酸雨对土壤反硝化作用的影响 (43)5.2.3 酸雨对土壤矿化作用的影响 (44)5.3 讨论 (44)5.3.1 硝化作用对酸沉降的响应 (44)5.3.2 反硝化作用对酸沉降的响应 (45)5.3.3 矿化作用对酸沉降的响应 (46)5.4 总结 (47)第6章潮汐湿地土壤氮循环过程对土地利用变化的响应 (47)6.1 引言 (47)6.2 研究材料与方法 (48)6.2.1 实验样地 (48)6.2.2 沉积物柱状样的采集与培养 (48)6.2.3 土壤样品分析与测定 (49)6.2.4 计算方法 (49)6.2.5 数据处理与统计分析 (50)6.2 结果 (50)6.2.1 取样地土壤理化性质分析 (50)6.2.2 不同养殖时期沉积物的硝化作用 (51)6.2.3 不同养殖时期沉积物反硝化作用 (51)6.2.4 不同养殖时期沉积物矿化作用 (51)6.3 讨论 (52)6.3.1 硝化作用对土地利用变化的响应 (52)6.3.2 反硝化作用对土地利用变化的响应 (52)6.3.3 矿化作用对土地利用变化的响应 (53)6.4 总结 (53)第七章全文总结 (54)参考文献 (58)第1章绪论1.1 前言氮是大气圈中最丰富的元素，约占在大气组分78%，它也是陆地生态系统生物地球化学循环中最受限制的元素之一（Mooney et al.,1987），因此在环境介质中的含量会直接影响到周围生物的生长。