营养盐浓度的变化及其由此引起的生物地球化学过程的改变,被认为可能是导致珊瑚礁系统衰退的一个重要因素。本论文主要采用稳定同位素的方法研究近岸珊瑚礁海区氮素的来源、生物固氮和N20的释放。本研究于2014年和2015年四个季度共八个航次采样,对三亚、徐闻珊瑚礁海区的氮素进行了研究;并在2014年冬季和2015年四个季节增加红石湾非珊瑚礁海区的调查、在2015年夏季对典型的北缘大亚湾珊瑚礁海区进行调查。主要是测定珊瑚礁海区的基本理化性质及营养盐含量、颗粒态有机物（POM）的同位素的组成(δ¹³C、δ¹⁵N)及溯源、生物固氮速率、氧化亚氮的释放这几个方面,并分析了三亚、徐闻珊瑚礁对气候变化的影响。主要结果如下:（1）三亚、徐闻、大亚湾珊瑚礁海区整体水质处于I类海水水质标准,但受人类活动影响较大,从而其营养盐含量要比大洋珊瑚礁海域及其他寡营养大洋海域较高。DIN/SRP的比值整体较高,大亚湾因其SRP含量较高,一定程度上解除了海区的P限制,其他三个海区均处于不同程度的P限制状况。（2）三个珊瑚礁海区和一个非珊瑚礁海区POM的δ¹³C基本属于海洋浮游植物POC范围内,但珊瑚礁海区能看到明显的陆源POC输入,非珊瑚礁海区陆源输入较少。四个海区δ¹⁵N的值均显示出了不同程度的人类活动的影响,δ¹⁵N的季节变化明显,水动力条件、降水条件等对陆源N输入的影响较大。珊瑚礁海区的C/N较高,表现出N过剩的情况,非珊瑚礁海区C/N最低。人类活动对中国近岸珊瑚礁的影响巨大,需要加强陆源污染物结构及输入的管理。（3）中等纬度的徐闻珊瑚礁海区的固氮速率最高,均值为132.64±158.14μmol N m-2 d-1。低纬度的三亚珊瑚礁海区和红石湾非珊瑚礁海区的积分固氮速率处于中等水平,分别为 88.87±99.43 μmol N m-2 d-1 和 81.08±83.94 μmol N m-2 d-1。高纬度环境差异较大的大亚湾珊瑚礁海区生物固氮作用最低,为4.66±0.39 μmol N m-2 d-1。固氮作用很大程度上跟固氮生物的种类、密度关系很大,且固氮速率和固氮生物均呈现显著的季节变化。（4）三亚、徐闻、大亚湾珊瑚礁海区的年固氮通量分别为7.14 × 10⁴moLN a-1,9.68 × 10⁴ mol N a-1,6.04 × 1 04 mol N a-1,红石湾非珊瑚礁海区的年固氮通量比珊瑚礁海区总体的水平低,为6.21 × 10⁴ mol N a-1。珊瑚礁海区生物固氮所产生的N并不是研究区域的主要N源,对初级生产力的贡献均不足5%。（5）三亚、徐闻珊瑚礁海区和红石湾非珊瑚礁海区水气界面空气N20浓度相似,在13～14 nmol N2O L-1之间,高纬度的大亚湾珊瑚礁海区水气界面空气N20浓度较高,均值为15.62±1.51 nmol N2O L-1。四个海区均是N20的源,大亚湾珊瑚礁海区的N2O释放通量最高,均值为241.29±91.39 nmol N2O m-2h-1、,三亚、徐闻和红石湾分别为 70.29±75.21 nmol N20 m.2 h-1、48.14±49.13 nmol N2O m-2h-1和 29.02±17.56 nmol N2O m-2h-1。（6）海水POM因携带生物过程的δ¹⁵N信号,因而能指示生物的固氮作用。但本研究并没有发现这种规律,因为所研究的海域均属于人类活动影响较大的海域,人为因素的δ¹⁵N信号覆盖了生物作用的信号,从而影响了 POM δ¹⁵N对生物固氮的指征作用。（7）根据2014和2015年两年来对三亚珊瑚礁海区和徐闻珊瑚礁海区的定点培养观测,可以发现在单独一个季节内,三亚和徐闻珊瑚礁海区的N2O释放速率均随温度的升高而升高。所以,珊瑚礁海区N20的释放将对气候变化构成正反馈机制。