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作为新型氮循环过程，厌氧氨氧化已经成为氮循环领域的国际研究亮点。厌氧氨氧化在自然生态系统中的研究主要集中在海洋生态系统，目前已探明海洋中存在规模性并具全球效应的厌氧氨氧化反应，在全球海洋生态系统的氮损失中贡献率高达50％。但是在陆地生态系统，特别是淡水生态系统，厌氧氨氧化在氮循环中的作用尚不明确。 湿地，特别是湿地的两相界面如水-土壤界面、水-沉积物界面以及地表水-地下水界面，由于存在交替的好氧、厌氧环境，很有可能发生规模性的厌氧氨氧化反应，因为厌氧氨氧化反应需要氧化态氮（NOx-）和还原态氮(NH4+)的共存。故本研究以中国典型淡水湿地为研究对象，利用包括定量PCR、克隆文库构建在内的分子生物学技术与15N同位素示踪技术相结合，在水平与垂直两个尺度上研究湿地系统规模性厌氧氨氧化反应的发生、分布与热区，以探讨湿地生态系统中厌氧氨氧化反应对氮损失的影响。 基于中国7种不同湿地类型（湖泊、河流、泥炭、沼泽、水库、稻田和人工湿地）35个湿地的208个表层沉积物/土壤样品，本研究对水平尺度不同界面（水-土壤界面、水-沉积物界面）的厌氧氨氧化进行研究，发现厌氧氨氧化在湿地生态系统广泛存在并具有规模性效应，而旱地表层土壤中并未检测到规模性厌氧氨氧化的发生。 厌氧氨氧化活性在不同湿地类型中具有很强的异质性，并具有各自的生物地理学特征。其中湖泊岸边带作为水-土壤界面具有很高的厌氧氨氧化反应活性（348.1-719.6μmol N m-2 h-1，四分位范围，n=20），并且在氮损失中贡献了32.7-52.0％（四分位范围，n=20），显著高于其他类型湿地，是厌氧氨氧化反应的热区。这是由于湖泊垂向的水位波动加强了各种氮化合物在水和岸边带之间的交换，这个结果在嘉兴石臼漾湿地和小型人工湿地得到进一步验证。全国湿地表层沉积物/土壤中厌氧氨氧化活性在1.0-1303.5μmol N m-2 h-1之间，对氮损失的贡献在0.9-82.2％之间。结合我国各类型湿地面积估算湿地生态系统中厌氧氨氧化反应对氮损失的贡献为1.51 TgNyr-1，相当于总氮损失的15.0％，说明厌氧氨氧化在湿地生态系统中对氮损失有很大贡献。 另外，本研究在垂向尺度上对北运河岸边带深层土壤剖面中厌氧氨氧化的发生、分布与热区进行了研究，发现在潜流区（8-16m，地表水与地下水相互作用的活性区域）厌氧氨氧化细菌的丰度(9.0×105-1.3×106 copies g-1 dry weightsoil)和活性（35.2-111.0μmol N m-2 h-1）都出现高峰，并且存在最高值，厌氧氨氧化对氮损失的贡献率高达41.8-67.6％。通过厌氧氨氧化反应造成的氮损失估计为71.5 g N m-2yr-1，占总氮损失大约59.1％。结果说明北运河岸边带深层土壤中的地表水-地下水界面是厌氧氨氧化反应的热区。对其他深层土壤中厌氧氨氧化细菌丰度垂向分布的研究表明，地表水-地下水交界面存在着较高的厌氧氨氧化细菌丰度。 以上结果说明，陆地系统两相界面往往存在着规模性的厌氧氨氧化反应，如水平尺度的水-土壤界面、水-沉积物界面，垂直尺度的地表水-地下水界面。 研究结果将促进氮循环过程理论体系的修正和完善，为N2O释放通量的重新计算提供理论基础，为水体中地表水和地下水氮的去除提供借鉴。