红树林是一个敏感而脆弱的生态系统，也是地球生态系统中生物地球化学循环热点区，同时也是温室气体重要的源、汇和转换器。氧化亚氮(N2O)作为仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的第三大温室气体，其对全球气候变化的贡献往往被忽略。硝化和反硝化作用是产生N2O的主要微生物过程，在红树林区十分活跃。近年来，人类活动造成的污染不断加重，碳氮负荷的不断上升导致了环境微生物活动不断加强，N2O排放明显增加。然而，主要环境因子对红树林区氮循环的影响还尚不清楚。另一方面，城市土壤作为氮循环的热点区，也是N2O排放的潜在源。城市绿地的面积随着城市的发展不断扩大，加之频繁的施肥和灌溉，城市草地的N2O排放通量也在逐渐增加。此外，城市化进程在全球范围内加快，人口的迁移带来了土地利用的改变。这种农田土壤向城市用地的转变严重威胁着生物的多样性和生态系统的功能性。然而，城市化进程会给微生物多样性和群落结构组成带来怎样的影响，目前还没有明确的答案。本论文的目的就是要探明主要环境因子以及城市化对土壤硝化反硝化微生物的影响，以及城市化进程带来的人口迁移和土地利用改变对微生物多样性和群落结构的影响。本论文的主要研究内容及结果如下:　　(1)本论文连续两年调查了九龙江入海口红树林湿地温室气体(CH4、CO2和N2O)排放通量的动态变化特征。研究选取了光滩、红树秋茄和入侵物种互花米草区域作为研究对象。监测结果显示，CO2和CH4都呈现出季节性和空间性的变化规律，而N2O则没有明显的时空变化规律。植物能显著提高CO2和CH4的排放通量。然而，和红树秋茄相比，互花米草并没有显著影响温室气体的排放通量。气温是驱动温室气体动态变化的最主要因素。此外，CH4是增温效应最大的贡献者，而N2O对增温效应的影响较小。　　(2)本论文通过室内微宇宙实验模拟自然的潮汐，研究了植物（光滩、秋茄和互花米草）、潮汐（涨潮和退潮）和深度(0-5 cm和5-10 cm)对反硝化活性和反硝化微生物的影响。结果显示植物显著提高了反硝化潜势和反硝化功能基因(nirK、nirS和nosZ)的丰度。同时，反硝化潜势和这些功能基因丰度在0-5 cm沉积物中更高。植物和潮汐或者深度间的相互作用也对它们产生了显著的影响。群落结构分析显示植物和植物种类对nirK型反硝化微生物群落组成具有显著影响，潮汐对nirS和nosZ型反硝化微生物群落组成有显著影响，而深度只显著影响nirS型反硝化微生物群落。　　(3)基于上述研究，选取微宇宙培养系统中不同植物类型的沉积物样品测定了硝化潜势、硝化功能基因及转录子和硝化微生物群落结构的差异。植物显著促进了硝化活性以及氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的amoA基因和转录子的丰度，互花米草的促进作用更强。AOB的基因丰度和转录子要显著高于AOA的，说明AOB在驱动湿地氮循环过程中的主要贡献。此外，AOA和AOB的群落结构呈现和不同植物类型相关的聚类。　　(4)通过室内培养实验观测了红树林沉积物中硝化和反硝化微生物丰度和群落组成在不同盐度水平(0、10、20和30 ppt)下的变化。盐度增加会抑制反硝化活性并减少nir、nosZ的基因丰度，而nirS基因的丰度则没有明显变化。AOB具有比AOA更高的丰度，在硝化作用中占主导地位。AOB在中等盐度处理(10和20 ppt)中丰度最高，但盐度对AOA影响较小。盐度也能显著改变AOA、AOB、nirK、nirS和nosZ微生物群落组成和结构。　　(5)以厦门市作为研究对象，本论文研究了土壤硝化反硝化过程和总微生物群落在不同城市化梯度（城市、城郊和农村）中的差异。研究根据人口密度将城市公园草地分为城市草地和城郊草地，并和农村农田土壤做了对比。结果显示农田土壤比草地土壤具有更高N2O排放潜势、反硝化潜势和反硝化功能基因的丰度。研究也发现AOA比AOB丰度更高，并且城市土壤比城郊土壤具有更高的硝化潜势和AOA丰度。微生物群落结构呈现和城市化梯度（城市、城郊和农村）相关的聚类。　　(6)以美国芝加哥市作为研究对象，本论文研究了来自整个城市的公园、街道和居住区草坪的土壤细菌群落，并且这些草坪分布在不同的人口密度梯度区域。研究发现人口密度和微生物多样性呈显著正相关。公园和街道土壤要比居住区土壤的微生物多样更高。人口密度和绿地类型也都显著影响了微生物的群落组成，该影响主要和pH、含水量和土壤性质相关。Co-occurence网络分析揭示土壤城市草地微生物具有很好的连接性。在高人口密度区的高丰度微生物具有较少的连接，高含水量土壤中的高丰度微生物则具有较多的连接，而具有较大粒度的土壤微生物具有较弱的连接。