近年来,河口近岸地区活性氮输入的显著增加,导致了河口近岸环境富营养化、季节性缺氧以及其它环境问题。除人为氮的输入,生物固氮过程也可能是一个重要的、内在的活性氮来源途径。固氮微生物通过对N₂的固定,也会增加环境中的活性氮。微生物固氮过程能够调控河口近岸生态系统初级生产力,但在某种程度上也会加剧氮负荷,影响氮储库的收支平衡。因此,有关河口近岸区域固氮过程研究是当今氮循环研究领域内的热点和前沿。迄今为止,河口近岸上覆水体氮固定过程已被广泛的报道,但对沉积物固氮过程的重要性及其影响因素的认识尚不明晰。鉴于此,本文以长江口及邻近海域作为典型研究区,采用泥浆培养实验结合¹⁵N稳定同位素示踪技术开展沉积物微生物固氮过程研究,揭示沉积物固氮过程的时空特征及其影响因子,明确沉积物固氮过程在河口及邻近海域的重要性与生态环境效应。取得的主要研究成果如下:（1）长江口潮滩沉积物固氮速率变化范围为0.39⁷.74 nmol N g^-1 h^-1,具有显著的空间分布差异,且表现为夏季高于冬季。固氮功能基因（nifH）的丰度介于3.64×10⁶¹.20×10⁸ copies g^-1,与沉积物固氮速率显著相关。此外,沉积物固氮速率还受盐度、pH、有机碳和氨氮等理化性质的影响。长江口潮滩沉积物微生物固氮总量为1.02×10⁵ t N yr^-1,占长江河口陆源无机氮年输入量的9.3%,表明了沉积物固氮作用是活性氮的重要内源,在某种程度上加剧了该区域的氮负荷。（2）长江口崇明东滩互花米草根际沉积物固氮速率范围为1.43¹0.12 nmol N g^-1 h^-1,光滩沉积物固氮速率范围为0.96⁶.15 nmol N g^-1 h^-1,互花米草根际沉积物固氮速率高于光滩沉积物的固氮速率。与研究假设一致,互花米草根际沉积物固氮速率随着植物的生长呈季节性变化。而光滩沉积物固氮速率随温度的升高而增加。这两种沉积物固氮速率的差异主要是由于“根际效应”引起的重要环境因子变化导致的,包括pH、有机碳等。互花米草根际沉积物硫酸盐还原菌固氮速率为0.52⁴.00 nmol N g^-1 h^-1,其固氮贡献量为23.7⁵6.1%;光滩沉积物硫酸盐还原菌固氮速率为0.51².46 nmol N g^-1 h^-1,其固氮贡献量为20.2⁵3.6%。光滩沉积物硫酸盐还原菌固氮贡献量略高于互花米草根际沉积物硫酸盐还原菌固氮贡献量,但并不显著。（3）长江口邻近海域沉积物固氮速率范围为0.06⁵.51 nmol N g^-1 h^-1,nifH基因丰度范围为2.36×10⁵⁷.46×10⁷ copies g^-1。相关分析表明,固氮速率与nifH基因丰度无关,但与温度、盐度、硫化物、铁和C/N有关,说明与微生物活性相比沉积物理化性质对固氮过程起主导作用。沉积物固氮作用的年固氮总量为3.43×10⁵³.10×10⁷ t N yr^-1。沉积物固氮量占该区域总氮输入量的8.2%²2.6%,表明沉积物固氮作用是长江口邻近海域重要的氮输入途径。