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消落带是由于水库水位季节性的涨落而使得周边土壤周期性地露出于水面的一段特殊区域,作为水域和陆域生态系统的交错地带,是生态系统中物质、能量输移和转化的活跃区。在小湾库区周期性蓄水期间,消落带土壤中的氮、磷、有机质等可以通过间隙水与上覆水进行物理、生物、化学方面的交换,进而影响上覆水的水质。消落带作为污染物进入水体的最后一道防线,研究其中营养盐的分布特征对控制水体污染有重要意义。本论文主要分析了小湾库区消落带土壤各形态氮含量及其分布特征,运用间隙水浓度梯度法和质量衡算法估算了小湾库区沉积物-水界面氮交换通量,并利用实验室培养法模拟了在不同环境条件下交换通量随之变化情况。得出结果如下:(1)土壤理化性质与氮形态分布特征小湾库区消落带土壤及沉积物的pH整体呈中性或弱碱性。土壤粒径分布为粉土>黏土>砂土。随着淹水时间的增加小湾库区消落带土壤容重呈现增大的趋势。小湾库区消落带土壤纵向上各采样点有机质含量无显著差异,垂向上整体上表现为随着淹没时间的增加有机质含量逐渐增加,且淹水期有机质含量整体高于落干期。与有机质相反,总磷的含量在淹水期整体低于落干期。总氮的整体变化趋势与有机质变化趋势类似,也表现为淹水期含量高于落干期,且淹水时间越长,总氮含量越高。各形态氮在含量上表现为强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)>弱酸可浸取态氮(WAEF-N)>强碱可浸取态氮(SAEF-N)>离子交换态氮(IEF-N),且各形态氮的含量都表现为淹水期高于落干期。在垂向上WAEF-N和SAEF-N表现为未淹水区>水陆交界区>淹水区,其余两种形态的氮均表现为淹水区>水陆交界区>未淹水区。(2)小湾库区消落带沉积物-水界面氮交换通量通过间隙水浓度培养法和质量衡算法估算小湾库区消落带氮交换通量。间隙水浓度培养法所得结果为铵态氮平均通量为2.316 mg/(m2·d),硝氮平均通量为-0.044 mg/(m2·d);质量衡算法结果为落干期氮通量-1.654 mg/(m2·d),淹水期氮通量1.813mg/(m2·d)。消落带整体表现为铵态氮的源和硝态氮的汇,且在落干期表现为氮的汇,淹水期表现为氮的源。(3)不同因素对氮交换通量的影响采用实验室培养法来模拟不同环境条件对氮交换通量的影响,实验室培养法所得结果为铵态氮平均交换通量为19.275 mg/(m2·d),硝态氮平均交换通量为-20.365 mg/(m2·d);随着温度的上升,小湾库区消落带沉积物中铵态氮交换通量不断增大,消落带整体表现为铵态氮的源,硝态氮的交换通量在数值上不断减小且呈负值,有向源转变的趋势。随着温度升高沉积物由无机氮的汇转变为源。当消落带土壤及沉积物为偏酸性或偏碱性时,其为铵态氮的汇,当消落带土壤及沉积物为中性时则为源。当消落带土壤及沉积物为酸性时其为硝态氮的汇,当其处于中性或弱碱性时则为硝态氮的源。无机氮变化趋势与硝氮一致。当上覆水浓度不同时,铵态氮和硝态氮表现出一致的趋势,即随着上覆水浓度的增加沉积物由氮营养盐的源转变为汇。在上覆水铵态氮浓度为0.520 mg/L时,消落带实现对铵态氮由源到汇的转变,对于硝氮,这一临界值为1.307 mg/L。