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铁的化合价在+2与+3之间相互转化的氧化还原过程被称为“铁轮”(IronRedox Wheel)。在以往的研究中，“铁轮”与碳、氮、硫和磷的生物地球化学循环的耦合关系已有报道。FeⅢ可作为电子受体参与有机物质的矿化;FeⅢ与有机质的氧化还原过程耦合着氮和磷的生物地球化学循环。同时，FeⅢ还原改变着FeⅢ氧化物的表面结构和溶液的化学性质，从而调控着磷在水-土壤/沉积物界面的迁移转化。因此，“铁轮”制约着碳、氮、硫和磷的生物地球化学循环。
本文通过沉积物淹水培养实验，研究了淡水和咸水沉积物中氮循环的途径，探讨了“铁轮”与氮循环的耦合关系。结果表明，在淡水沉积物培养体系中，氮循环的途径主要为NH4+被FeⅢ氧化(Feammox)、NH4+被NO2-氧化(Anammox)和硝化(Nitrification);而在咸水沉积物培养体系中，氮循环的途径主要为NH4+被FeⅢ氧化(Feammox)、NH4+被NO2-氧化（Anammox）、硝化(Nitrification)和反硝化(Denitrification)。相关分析的结果表明，在淡水沉积物培养的0-30天内，交换性NH4+与可溶性FeⅡ呈极显著负相关;在90-134天内，可溶性NH4+与可溶性FeⅡ呈极显著负相关。在咸水沉积物培养的0-21天内，交换性NH4+分别与可溶性、交换性FeⅡ均呈极显著负相关。这种NH4+与FeⅡ的负相关关系暗示了“铁轮”与氮循环的耦合关系。在这些相关关系中，NH4+和FeⅡ的存在形态的不同暗示了Feammox的差异。导致这一差异的主要原因在于淡水沉积物体系中Fe(OH)3(soil)与Fe3O4(amorphous)和咸水沉积物体系中Fe3(OH)8(ferrosichydroxide)的氧化还原过程及其对固相、液相的化学性质的影响。
另外，城市路边土壤的重金属污染严重地威胁着人类的健康。本文从九龙江流域选择三个城市化水平不同的城市（即龙岩市、漳州市和厦门市）的路边土壤作为研究对象，根据重金属总量、形态分布和土壤化学性质（包括pH、EC、SOM和CEC），评估了城市路边土壤重金属污染水平和探讨了重金属形态分布与土壤化学性质之间的关系。结果表明，龙岩市Cu、Ni、Zn和漳州市Cu的总量都超过了福建省土壤重金属背景值，处于中等污染水平;厦门市Cu、Pb和Zn的总量也超过福建省土壤重金属背景值，但处于低等污染水平。逐步线性回归分析的结果表明，重金属在龙岩市、漳州市和厦门市的路边土壤中的形态分布分别主要与CEC、EC和pH有关。这些重金属形态与土壤化学性质之间的关系暗示了重金属在城市路边土壤中迁移转化途径的复杂性。该研究结果可为龙岩市、漳州市和厦门市的城市土壤重金属污染的深入研究提供依据;同时，也可为在类似处于不同城市化水平的城市之间进行重金属污染水平的比较提供参考。