4.1.3 湿地氮的输出（反硝化作用）
硝酸盐在缺氧条件下被反硝化细菌作用还原成NO、N2O、N2而挥发，这种由
还原成气态氮的反应叫做反硝化作用。反硝化作用与固氮作用自然地保持某种程度的平衡，反硝化作用的进行，保证了自然界氮的平衡及氮循环的正常进行，使大气中氮的含量保持稳定（约78%）。
反硝化作用有两种情况：生物反硝化作用和化学反硝化作用。生物反硝化作用是指在缺氧条件下反硝化细菌以
为最终的受氢体，产生亚硝酸和游离氮素，其过程为
化学反硝化作用是指土壤中的含氮化合物通过纯化学反应而生成气态氮的过程。一般包括以下几种情况：
（1）亚硝酸在酸性条件下分解后产生NO气体。
（2）由于亚硝酸和氮（或尿素）之间的反应而产生N2。
（3）亚硝酸和α氨基酸由Van Slyke反应而产生N2。
（4）亚硝酸和还原性有机物之间的反应，产生挥发性气体。
目前研究认为，气态氮素损失的基本原因是反硝化微生物和硝化微生物的作用，即缺氧条件下的生物反硝化是自然环境中氮素损失的主要机制，而化学反硝化机制不占重要地位（Focht et al.，1977）。
反硝化细菌在缺氧的条件下，可以利用
中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原为氨，完成
向气态氮的转化。反硝化细菌主要包括施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）、脱氮假单胞菌（Ps.Denitrificans）、荧光假单胞菌（Ps.Fluorescens）、色杆菌属的紫色杆菌（Chromobacterium violaceum）、脱氮色杆菌（Chrom.denitrificans）等（Focht et al.，1977）。虽然反硝化细菌可以利用
中的氧进行呼吸，但反硝化细菌体内的某些酶组分，只有在有氧条件下才能够合成。因此，反硝化作用易于厌氧、好氧交替变化的条件下进行。大多数的自然湿地在夏末秋初的季节都会改变氧化-还原界面的高度，为反硝化作用的进行创造一个更加适宜的环境。
反硝化作用过程可以生成N2O（Dore et al.，1998；Hall et al.，1999），是大气N2O形成的主要机制。N2O是一种温室气体，它的增温效应在于它能吸收红外波段的能量（Yung et al.，1976）和减少地表热辐射的向外扩散，其单个分子的温室效应潜力是CO2单个分子的310倍（IPCC，1996），且其寿命也是已知温室气体中最长的，大约为150年。N2O在对流层中相当稳定，唯一的清除机制是通过平流层光解，即进入平流层后，N2O被分解为N2和NO，但NO会造成臭氧层空洞的出现及酸雨的发生（王少彬，1994）。有研究报道，N2O增加一倍将会导致全球气温升高0.44℃，臭氧减少10%，紫外线向地球的辐射增加20%（Crutzen et al.，1977）。然而，N2O在大气中的含量却以每年0.25%的速率增长（IPCC，2001），对环境造成了严重影响。
湿地是温室气体N2O的源、汇或转换器，在强还原条件下湿地淹水土壤充当着N2O的汇。有研究表明，湿地的N2O排放速率较高，陆地上至少有一半反硝化现象发生在湿地。Schiller等（1994）发现，加拿大哈德逊湾湿地N2O的排放量占气体排放总量的比例高达80%。同时，一些学者发现硝化细菌也参与反硝化过程，并能产生可观的N2O（Webster et al.，1996）；Bremner等（1978）认为，NH4+—N的硝化过程可以产生N2O；Wrage（2001）认为硝化细菌的反硝化过程是硝化作用的一个特殊环节。因此，湿地氮循环中N2O的产生过程逐渐受到广大学者的关注。