2017, Vol. 37
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2. 中国科学院生态环境研究中心, 中国科学院饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085;
3. 中国科学院大学, 北京 100049
2. Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049
水位变幅带是指湖泊或水库由于季节性水位涨落或周期性蓄水在最高与最低水位线之间形成的水陆交错带，为典型的生态过渡带.因此，作为生态环境敏感地带，其特殊的边界效应对岸边人为氮磷等污染起到缓冲作用，可保护河流、湖泊及水库的水体质量(Wang et al., 2002).南水北调是优化配置中国水资源的一项宏伟工程，此工程的一条重要线路是将南水北调的水流入到北京市重要地表水饮用水源地—密云水库.持续的水源补给将会导致水库水位上涨，从而对库区的水位变幅带生态环境产生一定的影响.水库变幅带区域表层土壤及沉积物是水库水体中磷的重要累积库和释放源之一，即水库变幅带是活跃的内源磷释放和累积场所(Zabel et al., 1998；钱进等, 2009).目前，国内外研究者对变幅带磷分布及释放特性做了大量研究(Chen et al., 2011; 曹琳等，2013; Zhang et al., 2016; Song et al., 2017).然而已有研究多集中在单一的磷形态分布或环境因素对磷释放的影响，缺乏基于无机磷磷形态分布和易释放磷估算磷释放量及其对水库水体磷含量影响的研究，而后者对水体保护和修复更具积极的意义.
磷(P)元素不仅是湖泊、水库中生命活动所必需的营养和生源元素，也是控制水体富营养化的关键营养物质(Moss, 1996; Worsfold et al., 2005).表层土壤及沉积物内的磷主要分为有机磷和无机磷2种类型，不同形态的磷具有不同的地球化学作用，使得在物理、化学等因素的作用下，通过解吸、溶解、还原等过程释放到水体或累积在水库沉积物，从而发生不同的迁移、转化及累积(Ellison et al., 2006; Li et al., 2010; Yi et al., 2015).按照分级提取土壤中无机磷的方法，无机磷可分为可交换或松散结合的NH4Cl-P、与铁的氧化物或者氢氧化物结合的Fe-P、与磷酸根离子或铝氧化物或氢氧化物结合的Al-P及难溶性磷酸钙矿物贡献的Ca-P(任万平等, 2012).变幅带土壤及沉积物中不同形态磷释放及沉积受环境因素影响，如温度(黄建军等, 2010)、溶解氧(龚春生等，2010)、pH(李兵等, 2008)等都会影响沉积物-水界面不同形态磷的交换作用.而南水北调引起的水位变化可能会导致变幅带土壤中磷的释放(曾祉祥等, 2015).因此，本文将北京市重要地表水饮用水源地—密云水库的变幅带作为研究对象，采用连续浸提法测定变幅带土壤及沉积物中不同形态无机磷的赋存形态分布特征，进行磷释放模拟实验，并利用以上数据进行磷释放通量估算，以期为污染物释放风险评估提供科学依据.
2 材料和方法(Material and methods) 2.1 采样点设置及样品采集密云水库位于北京市密云县城北13 km处，是京津唐地区第一大水库，华北地区第二大水库，担负着向北京市供应工农业生产和生活用水的任务.根据密云水库植被和土地利用情况，布置白河库区、内湖库区、潮河库区等3个密云水库变幅带采样地区，每个采样地区的采样点分布如表 1和图 1所示.
| 表 1 密云水库变幅带采样点分布 Table 1 Distribution of sampling sites in water fluctuating zone at Miyun reservoir |
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| 图 1 密云水库变幅带采样点示意图 Fig. 1 Schematic of sampling sites in water fluctuating zone at Miyun reservoir |
2014年4月，分别在各个采样点采集离水陆交界面3 m的岸上土壤、水陆交界面土壤、水下1 m沉积物，每个采样点采集3个0~10 cm表层样品混合在一起，同时用全球定位系统(GPS)定位各个采样点记录其地理位置.将采集的样品贮存于洁净的密封塑料袋中，4 ℃保存至实验室，然后保存于-20 ℃冰柜中用于不同形态磷的分析.
2.2 样品分析测定将-20 ℃保存的土壤样品置于FD-1A-50型冷冻干燥机进行冷冻干燥，干燥后的土壤样品根据《土壤农化化学分析方法》(鲁如坤, 1999)，对密云水库白河库区、内湖库区、潮河库区水位变幅带的土壤容重和粒径分布做分析测定.
将彻底干燥后的土壤样品研磨并过100目筛.弱吸附态磷(NH4CI-P)、铁磷(BD-P)、铝磷(Al-P)及钙磷(Ca-P)等4种不同形态磷按照连续浸提法测定(Ruban et al., 1999)，分析方法如下：称取1.00 g土壤样品，依次加1 mol·L-1 NH4Cl、0.11 mol·L-1 BD试剂(NaHCO3/Na2S2O4)、1 mol·L-1 NaOH、0.5 mol·L-1 HCl浸提试剂，连续浸提提取后，7500 r·min-1离心5 min；将离心后的上清液经0.45 μm滤膜过滤，之后在环境水质学国家重点实验室用U-3010紫外/可见光光度计(Hitachi High-Technologies Co., Japan)，钼锑抗分光光度法测定4种形态磷含量.用Origin 8.50、Excel 2010统计分析软件进行数据处理.
2.3 磷释放模拟实验称取过100目筛的土壤样品0.50 g，将其置于50 mL离心管中，再加50 mL密云水库原水，使离心管中土壤/水比例达到1:100.离心管置于HZQ-F160型摇床中，在25 ℃下以200 r·min-1培养24 h，之后7500 r·min-1离心5 min.将离心后的上清液经0.45 μm滤膜过滤，之后用钼锑抗分光光度法测定磷含量(Sun et al., 2009).
2.4 岸边带土壤中磷释放通量估算将本文研究的岸上土壤作为风险评估对象，假设南水北调外调水使密云水库水位上涨3 m，估算被淹没的3个库区变幅带面积公式(吴良喜等，2007)见式(1).
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(1) |
式中，A为变幅带面积(m2)，ΔH为水位上涨量(m)，α为岸边坡度(°)，L为回水长度(m).本文中，将α取为山体自然平均坡度30°，白河、内湖、潮河库区回水长度L用Arc Gis分别估算为7.20、2.20、10.83 km.
估算变幅带岸上10 cm深度土壤质量的公式见式(2)，淹没变幅带易释放磷释放率公式见式(3)，估算淹没变幅带易释放磷释放量的公式见式(4).
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(2) |
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(4) |
式中, M为土壤质量(g)；A为变幅带面积(m2)；р为土壤容重(g·cm-3)；h为岸边带土壤深度(m)；前期研究工作得出，白河、内湖、潮河库区土壤平均容重分别为1.12、1.70、1.48 g·cm-3，土壤深度为0.1 m；l为释放率；c为模拟实验磷释放量(mg·kg-1)；C为实际易释放磷含量(NH4Cl-P+BD-P) (mg·kg-1)；S为易释放磷释放量(mg·m-2).
3 结果(Results) 3.1 密云水库3个库区变幅带质地和磷的分布密云水库3个库区变幅带土壤容重和粒径分布结果如表 2所示.通过对3个库区变幅带粒径分布做分析得出，密云水库3个库区变幅带大部分土壤属于壤质砂土.
| 表 2 白河库区、内湖库区、潮河库区变幅带土壤容重和粒径分布结果 Table 2 Result of bulk density and particle size distribution in water fluctuating zone of Baihe, Neihu and Chaohe reservoir areas |
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在本文中，将弱吸附态磷、铁磷、铝磷、钙磷等4种形态磷按照浸提试剂依次记为NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P.密云水库3个库区变幅带4种形态磷含量分布如图 2所示.从图 2可以看出，NH4Cl-P含量在4种形态磷中最少，并且白河库区、内湖库区及潮河库区含量之间相差不大，含量分别为(1.71±1.27)、(1.28±0.50)、(1.32±0.91) mg·kg-1.从BD-P含量可以看出，白河、内湖、潮河库区中的BD-P含量分别为(26.86±13.54)、(37.73±18.34)、(19.66±10.41) mg·kg-1，内湖库区比另两个库区高11~19 mg·kg-1.NaOH-P含量分别为(73.11±36.26)、(110.78±49.06)、(81.44±56.48) mg·kg-1，内湖库区比另两个库区高29~37 mg·kg-1.HCl-P含量从高到低的顺序为内湖库区、潮河库区、白河库区，分别为(1902.44±1556.88)、(1537.16±1484.42)、(750.47±701.82) mg·kg-1.对比3个库区4种形态磷含量可看出，BD-P、NaOH-P在内湖库区变幅带土壤的含量略高于另两个库区，而HCl-P含量在内湖库区则高于另两个库区.BD-P、NaOH-P、HCl-P在整个密云水库变幅带有明显空间分布差异，而NH4CI-P含量在3个库区相差不大.此外，对比4种形态磷含量发现，HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P.3个库区变幅带土壤中HCl-P含量均远远高于另外3种形态磷含量，说明在密云水库变幅带无机磷中主要为HCl-P.
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| 图 2 白河库区、内湖库区、潮河库区变幅带中4种形态磷的含量(2014年4月) Fig. 2 Concentration of four forms of phosphorus in water fluctuating zone of Baihe, Neihu and Chaohe reservoir areas |
白河库区变幅带岸上土壤、水陆交界面土壤和沉积物中4种形态磷含量结果如图 3所示.在密云水库白河库区变幅带岸上土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为2.46、24.66、76.93、746.05 mg·kg-1，水陆交界面土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为0.87、28.92、70.68、514.85 mg·kg-1，沉积物中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为0.93、29.68、66.86、594.72 mg·kg-1.结果显示，岸上土壤中NH4Cl-P、NaOH-P、HCl-P含量比水陆交界面土壤和沉积物略高，而沉积物中BD-P含量略高于岸上和水陆交界面土壤.
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| 图 3 白河库区变幅带岸上土壤、水陆界面土壤、沉积物中4种形态磷的含量(2014年4月) Fig. 3 Concentration of four forms of phosphorus in soil of land, land-water interface and sediment in water fluctuating zone of Baihe reservoir areas |
内湖库区变幅带岸上土壤、水陆交界面土壤和沉积物4种形态磷含量结果如图 4所示.在密云水库内湖库区变幅带岸上土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为1.33、37.34、156.46、2100.45 mg·kg-1，水陆交界面土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为1.07、36.13、98.07、944.97 mg·kg-1，沉积物中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为1.44、38.01、77.83、851.70 mg·kg-1.结果显示，NH4Cl-P和BD-P含量在岸上土壤、水陆交界面土壤和沉积物之间差异不大，但在不同采样点之间，如沉积物中BD-P的含量存在一定的空间分布差异，最高含量与最低含量相差约50 mg·kg-1.而岸上土壤中NaOH-P、HCl-P含量则高于水陆交界面土壤和沉积物.
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| 图 4 内湖库区变幅带岸上土壤、水陆界面土壤、沉积物中4种形态磷的含量(2014年4月) Fig. 4 Concentration of four forms of phosphorus in soil of land, land-water interface and sediment in water fluctuating zone of Neihu reservoir areas |
潮河库区变幅带岸上土壤、水陆交界面土壤和沉积物4种形态磷含量结果如图 5所示.在密云水库潮河库区变幅带岸上土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为1.45、19.27、72.80、1242.61 mg·kg-1，水陆交界面土壤中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为2.76、18.39、90.78、1003.53 mg·kg-1，沉积物中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P含量均值分别为1.09、21.62、86.89、1120.77 mg·kg-1.结果显示，NH4Cl-P和BD-P含量在岸上土壤、水陆交界面土壤和沉积物之间差异不大，水陆交界面土壤中NaOH-P含量略高于岸上土壤和沉积物，而岸上土壤HCI-P含量则高于水陆交界面土壤和沉积物，具有一定的空间分布性.
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| 图 5 潮河库区变幅带岸上土壤、水陆界面土壤、沉积物中4种形态磷的含量(2014年4月) Fig. 5 Concentration of four forms of phosphorus in soil of land, land-water interface and sediment in water fluctuating zone of Chaohe reservoir areas |
密云水库3个不同库区变幅带岸上、水陆交界面土壤和沉积物向上覆水磷释放模拟实验结果如图 6所示.白河库区岸上土壤、水陆交界面土壤、沉积物向水中释放的磷含量相对原水含磷量分别增加了0.095、0.061、0.038 mg·L-1.内湖库区岸上土壤、水陆交界面土壤、沉积物向水中释放的磷含量相对原水含磷量分别增加了0.047、0.020、0.028 mg·L-1.潮河库区岸上土壤、水陆交界面土壤、沉积物向水中释放的磷含量相对原水含磷量分别增加了0.025、0.041、0.045 mg·L-1.白河库区和内湖库区岸上土壤淹没后，向上覆水中释放更多的磷.而潮河库区沉积物可能会向上覆水释放更多的磷.
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| 图 6 密云水库不同库区变幅带岸上土壤、水陆界面土壤、沉积物中磷模拟释放结果(a.白河库区，b.内湖库区，c.潮河库区) Fig. 6 Results of simulated released phosphorus in soil of land, land-water interface and sediment in water fluctuating zone of different reservoir areas of Miyun reservoir(a.Baihe reservoir area, b.Neihu reservoir area, c.Chaohe reservoir area) |
结合3个库区岸上土壤磷释放模拟实验释放比例，估算水位上涨后岸上土壤向水库水释放的易释放磷含量.密云水库水位上涨3 m后所淹没深度为10 cm的变幅带面积和土壤质量如表 2所示.结合模拟实验结果和实际岸上土壤易释放磷的含量，白河库区、内湖库区和潮河库区岸上土壤磷释放率分别为35.01%、12.12%和12.07%.利用估算的白河、内湖和潮河库区淹没变幅带土壤质量和面积，白河、内湖和潮河库区淹没变幅带土壤将会释放1.02、0.80、0.37 mg·m-2易释放磷.
| 表 2 密云水库水位上涨3 m后所淹没变幅带面积和土壤质量分布 Table 2 Distribution of areas and weight of soils in water fluctuating zone after 3 m fluctuation at Miyun reservoir |
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本文研究结果表明，4种不同形态磷广泛分布在密云水库变幅带.3个不同库区磷含量呈现一致规律：HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P.这一分布规律与三峡库区消落带土壤(谭雪梅等, 2012)及地表水沉积物中(贾陈忠等, 2008)的研究结果相似.富营养化湖泊中BD-P含量通常高于其他3种形态磷(郭建宁等, 2007)，中国长江地区浅湖泊中不同形态磷含量分布规律为：NaOH-P>BD-P>HCl-P>NH4Cl-P(Wang et al., 2006).有机磷是湖泊富营养化的主力，大部分有机磷可降解为生物可利用磷(Gonsiorczyk et al., 1998)，而BD-P作为重要的生物可利用磷在污染湖泊中含量较高，虽然在饮用水源水库含量较低，但可能在水体富营养化中扮演重要的角色.此外，研究者还发现在热带地区饮用水水库中不同形态磷分布规律为：BD-P>HCl-P>NH4Cl-P(Ting et al., 1996)，热带地区浮游植物在缺氧条件下生长释放更多BD-P.不同形态磷分布存在不同地域差异不仅受不同地带的影响，也受水生植物的影响.钙磷主要以磷灰石的形式存在，并且磷酸钙矿物是其主要贡献者.钙磷是土壤及沉积物中较惰性的磷组分，通常被认为是生物难利用磷(朱广伟等, 2003).钙磷主要受其存在环境的地球化学背景的影响，而密云水库周边地区为中国北方碱性土壤，主要由变质岩组成(靳是琴, 1986)，这是密云水库变幅带土壤及沉积物中HCI-P含量比其他3种形态磷显著高的主要原因.
NH4Cl-P主要被土壤及沉积物中氧化物、氢氧化物及黏土矿物颗粒等吸附并且是一种具有活性的可交换的磷(Kaiserli et al., 2002).已有研究表明，NH4Cl-P在无机形态磷中含量最少(张路等, 2004, 李宝等, 2008).密云水库3个不同库区变幅带中，内湖库区4种形态磷含量普遍比白河和潮河库区高，这也体现出在密云水库不同库区磷形态含量存在差异.可能是因为白河和潮河库区周边地区容易受河流入库或洪水冲击的影响，导致土壤流失和底泥土壤颗粒再悬浮等现象，促进了其中磷的迁移和转化.已有研究表明，水体扰动可促进底泥颗粒再悬浮，使底泥中磷的分布和赋存形态发生变化，增加底泥和界面的磷交换，促使底泥中的磷进入上覆水(Wang et al., 2009).由于铁化合物存在氧化还原平衡，BD-P容易受到氧化还原电位变化的影响，因此, 外界条件的干扰影响沉积物的氧化还原条件会使BD-P这种活性磷发生形态转化.微生物活动、厌氧转化和水动力冲刷等过程都可导致BD-P释放(孙桂芳等, 2011).内湖地区受水动扰动力影响较小，因此，土壤及沉积物中BD-P易发生累积.
4.2 密云水库不同库区变幅带岸上、水陆交界面土壤和沉积物中磷的分布及磷释放通量风险在白河、潮河及内湖库区变幅带岸上和水陆交界面土壤及沉积物中HCl-P含量显著高于其他3种形态磷，而NH4Cl-P含量最低.该结果进一步证明，HCl-P主要受密云水库地球环境成岩作用影响，而受含水率、溶解氧等条件的影响小.NH4Cl-P易释放及易生物可利用的特性使其不管在岸上、水陆交界面土壤还是在沉积物中含量均为最低.白河和潮河库区岸上土壤HCl-P含量比水陆交界面土壤和沉积物中高100~200 mg·kg-1左右，内湖库区则高1200 mg·kg-1左右.3个不同库区岸上和水陆交界面土壤及沉积物中BD-P含量差异不大，其含量在沉积物中比岸上和水陆交界面土壤中略高1~4 mg·kg-1左右.水下沉积物对铁磷的吸附及释放主要发生在底泥和水界面上，水体中的磷通过与铁结合、沉淀等作用而固定，但这种固定只是暂时的，随着沉积物的再悬浮或者在厌氧条件下Fe3+还原成Fe2+，被吸附的磷再次释放到水体中(Amirbahman et al., 2003).BD-P这种特有的经典释放模式，使得BD-P成为形态研究的重点.但也有研究发现，BD-P并不是全部为易释放的磷，也包括较难释放的闭蓄态BD-P，不能被生物所利用(Ellison et al., 2006).总而言之，BD-P作为生物可利用磷的测定指标(Zhou et al., 2001)，在变幅带土壤及沉积物中磷的迁移转化中扮演着重要角色.已有研究发现，密云水库上覆水中磷主要来自于沉积物中的铁结合态磷和弱吸附态磷(刘晓端等, 2004).
NaOH-P即铝磷是磷酸根离子与铝氧化物或氢氧化物相结合形成的，属于较难利用的一种形态磷(李大鹏等, 2008).在内湖库区和白河库区岸上和水陆交界面土壤中NaOH-P含量比沉积物中略高10~80 mg·kg-1左右.在潮河库区水陆交界面土壤和沉积物中NaOH-P含量比岸上土壤略高15 mg·kg-1左右.NaOH-P在边幅带土壤及沉积物中的分布与粒径关系密切，密云水库库区沉积物主要为细颗粒褐土，上层为黑色有机质，部分地区沉积物中含有少量沙粒(刘浏等, 2003).褐土中壤质土居多，而前期调查发现，密云水库变幅带多为壤质砂土(表 2).基于上述原因，NaOH-P在不同库区岸上和水陆交界面土壤及沉积物中的含量互相之间的差值不大，而分布有所不同.NaOH-P属于较难利用的磷，并且土壤及沉积物对这种磷的吸附为永久性吸附.但是，NaOH-P对磷的固定受pH影响，由于Al(OH)3属于两性氢氧化物，过酸或过碱都会加速其溶解(Seyfferth et al., 2008).而密云水库在1990—2011年，21年间的水质监测结果显示，水体pH变异系数小于20%(曾庆慧等，2016)，pH相对稳定，不会出现过酸或过碱的情况.密云水库变幅带土壤及沉积物中NaOH-P向上覆水释放的可能性较小.
密云水库内湖库区变幅带中较难生物所利用的形态磷主要在岸上土壤，而在白河和潮河库区中主要在岸上和水陆交界面土壤中.潜在活性磷的分布在岸边带岸上和水陆交界面土壤及沉积物中差异不大.土壤及沉积物中相对高的含水率可能对无机磷的释放及无机磷被生物所利用产生积极作用(Xiao et al., 2012).从本文磷释放模拟实验结果可以看出，变幅带土壤被上覆水淹没后，会向上覆水中释放磷，而磷释放量在不同土壤及库区存在差异.研究者对三峡水库岸边带土壤(Zhang et al., 2012)、天津海河沉积物(Sun et al., 2009)及瑞典Erken湖沉积物(Rydin, 2000)进行磷释放模拟实验后发现，NH4Cl-P和BD-P很容易从沉积物中释放到上覆水，尤其在瑞典Erken湖泊沉积物中NH4Cl-P和BD-P释放率分别能达到50%和71%.密云水库作为饮用水源地，为了保证水体质量安全，会对外源磷污染的输入进行管控.因此，在这种外源磷被管控的条件下，沉积物中的内源磷会对水库水体质量起到重要作用(An et al., 2009).南水北调工程为饮用水的输入，不会对密云水库变幅带来很高的磷污染.结合磷释放模拟实验易释放磷释放率和水位上涨3 m后所淹没的变幅带面积，白河、内湖和潮河库区淹没变幅带土壤分别释放1.02、0.80、0.37 mg·m-2易释放磷.淹没变幅带释放的磷可能会提高水源地密云水库的总磷含量，而且后续南水北调持续的外调水将会淹没更大面积的变幅带，从而可能会释放更多的内源易释放磷.相比较潮河库区，白河和内湖库区变幅带可能释放更多的易释放内源磷，需要加强白河和内湖库区变幅带的防护.
自然环境中的土壤及沉积物往往受到多种环境因素的综合影响(Vitousek et al., 2010)，而目前的研究多针对磷的形态或单环境因素导致的磷释放，并且主要以无机磷的研究为主(孙桂芳等, 2011).因此, 为了更有效地解决内源磷污染，对各形态无机磷和有机磷的迁移转化及有机磷的有效性应需进行更系统、更全面的研究，从而对复杂土壤系统中磷元素迁移转化有更好的认识.
5 结论(Conclusions)1) NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P及HCl-P 4种不同形态磷广泛地分布在密云水库变幅带中并且其含量存在差异.在白河、内湖及潮河3个库区，各形态磷含量大小有一致的规律：HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P.3个库区变幅带土壤中HCl-P含量均远远高于另外3种形态磷含量，说明在密云水库变幅带无机磷中主要为HCl-P.NH4Cl-P和BD-P含量在3个库区岸边带土壤中差异不大，在受水动扰动力影响较小的内湖库区BD-P含量略高于其他两个库区.
2) 在密云水库3个库区变幅带，岸上和水陆交界面土壤及水下沉积物中磷含量也呈现出一致的规律：HCl-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P，进一步说明HCl-P受地质作用的影响.潜在活性磷NH4Cl-P和BD-P在岸上和水陆交界面土壤及沉积物中的含量差异并不大，BD-P在沉积物中的含量略高于岸上和水陆交界面土壤.NaOH-P作为较稳定的形态磷在3个库区岸上和水陆交界面土壤及水下沉积物中没有呈现明显的规律.磷释放模拟实验说明变幅带土壤被上覆水淹没后，会向上覆水中释放磷.水位上涨3 m后，白河、内湖和潮河库区淹没变幅带土壤将释放1.02、0.80、0.37 mg·m-2易释放磷.相较潮河湖库区，白河和内湖库区变幅带被水淹没释放的磷可能会提高水库的总磷含量，需加强防护.
Amirbahman A, Pearce A R, Bouchard R J, et al. 2003. Relationship between hypolimnetic phosphorus and iron release from eleven lakes in Maine, USA[J]. Biogeochemistry, 65(3): 369–386.
DOI:10.1023/A:1026245914721
|
An W C, Li X M. 2009. Phosphate adsorption characteristics at the sediment-water interface and phosphorus fractions in Nansi Lake, China, and its main inflow rivers[J]. Environmental Monitoring & Assessment, 148(1/4): 173–184.
|
曹琳, 吉芳英. 2013. 三峡库区消落带干湿交替表层沉积物磷分布特征[J]. 地球与环境, 2013, 41(2): 126–131.
|
Chen J, Lu S, Zhao Y, et al. 2011. Effects of overlying water aeration on phosphorus fractions and alkaline phosphatase activity in surface sediment[J]. Journal of Environmental Sciences, 23(2): 206–211.
DOI:10.1016/S1001-0742(10)60394-4
|
Ellison M E, Brett M T. 2006. Particulate phosphorus bioavailability as a function of stream flow and land cover[J]. Water Research, 40(6): 1258–1268.
DOI:10.1016/j.watres.2006.01.016
|
龚春生, 范成新. 2010. 不同溶解氧水平下湖泊底泥-水界面磷交换影响因素分析[J]. 湖泊科学, 2010, 22(3): 430–436.
|
郭建宁, 卢少勇, 金相灿, 等. 2007. 滇池福保湾沉积物不同形态磷的垂向分布[J]. 环境科学研究, 2007, 20(2): 78–83.
|
Gonsiorczyk T, Casper P, Koschel R. 1998. Phosphorus binding forms in the sediment of an oligotrophic and an eutrophic hardwater lake of the Baltic district (Germany)[J]. Water Science & Technology, 37(3): 51–58.
|
黄建军, 赵新华, 孙井梅, 等. 2010. 城市河道底泥释磷的影响因素研究[J]. 中国给水排水, 2010, 26(5): 93–95.
|
贾陈忠, 秦巧燕, 李克华, 等. 2008. 荆州市地表水沉积物中磷的形态分析[J]. 环境科学与管理, 2008, 33(1): 46–48.
|
靳是琴. 1986. 北京密云群变质岩的矿物演化[J]. 岩石矿物学杂志, 1986(1): 18–27.
|
Kaiserli A, Voutsa D, Samara C. 2002. Phosphorus fractionation in lake sediments——lakes Volvi and Koronia, N.Greece[J]. Chemosphere, 46(8): 1147–1155.
DOI:10.1016/S0045-6535(01)00242-9
|
Li D P, Huang Y. 2010. Sedimentary phosphorus fractions and bioavailability as influenced by repeated sediment resuspension[J]. Ecological Engineering, 36(7): 958–962.
DOI:10.1016/j.ecoleng.2010.04.014
|
李宝, 范成新, 丁士明, 等. 2008. 滇池福保湾沉积物磷的形态及其与间隙水磷的关系[J]. 湖泊科学, 2008, 20(1): 27–32.
DOI:10.18307/2008.0104 |
李兵, 袁旭音, 邓旭. 2008. 不同pH条件下太湖入湖河道沉积物磷的释放[J]. 生态与农村环境学报, 2008, 24(4): 57–62.
|
鲁如坤. 1999. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社: 266–274.
|
李大鹏, 黄勇, 李伟光. 2008. 底泥再悬浮状态下生物有效磷形成机制研究[J]. 环境科学, 2008, 29(7): 1824–1830.
|
刘浏, 刘晓端, 徐清, 等. 2003. 密云水库沉积物中磷的形态和分布特征[J]. 岩矿测试, 2003, 22(2): 81–85.
|
刘晓端, 徐清, 刘浏, 等. 2004. 密云水库沉积物-水界面磷的地球化学作用[J]. 岩矿测试, 2004, 23(4): 246–250.
|
Moss B. 1996. A land awash with nutrients -The problem of eutrophication[J]. Chemistry & Industry(11): 407–411.
|
钱进, 王超, 王沛芳, 等. 2009. 河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 139–144.
|
任万平, 李晓秀, 张汪寿. 2012. 沉积物中磷形态及影响其释放的环境因素研究进展[J]. 环境污染与防治, 2012, 34(9): 53–60.
|
Ruban V, Brigault S, Demare D, et al. 1999. An investigation of the origin and mobility of phosphorus in freshwater sediments from Bort-Les-Orgues Reservoir, France[J]. Journal of Environmental Monitoring, 1(4): 403–407.
DOI:10.1039/a902269d
|
Rydin E. 2000. Potentially mobile phosphorus in Lake Erken sediment[J]. Water Research, 34(7): 2037–2042.
DOI:10.1016/S0043-1354(99)00375-9
|
Seyfferth A L, Henderson M K, Parker D R. 2008. Effects of common soil anions and pH on the uptake and accumulation of perchlorate in lettuce[J]. Plant and Soil, 302(1): 139–148.
|
Song Z, Shan B, Tang W, et al. 2017. Phosphorus distribution and sorption-release characteristics of the soil from newly submerged areas in the Danjiangkou reservoir, China[J]. Ecological Engineering, 99: 374–380.
DOI:10.1016/j.ecoleng.2016.11.072
|
Sun S, Huang S, Sun X, et al. 2009. Phosphorus fractions and its release in the sediments of Haihe River, China[J]. Journal of Environmental Sciences, 21(3): 291–295.
DOI:10.1016/S1001-0742(08)62266-4
|
孙桂芳, 金继运, 石元亮. 2011. 土壤磷素形态及其生物有效性研究进展[J]. 中国土壤与肥料, 2011(2): 1–9.
|
谭雪梅, 吉芳英, 曹琳, 等. 2012. 三峡库区出露期消落带沉积物磷分布特征[J]. 环境科学学报, 2012, 32(7): 1691–1696.
|
Ting D S, Appan A. 1996. General characteristics and fractions of phosphorus in aquatic sediments of two tropical reservoirs[J]. Water Science & Technology, 34(7): 53–59.
|
Vitousek P M, Porder S, Houlton B Z, et al. 2010. Terrestrial phosphorus limitation:mechanisms, implications, and nitrogen-phosphorus interactions[J]. Ecological Applications A Publication of the Ecological Society of America, 20(1): 5–15.
DOI:10.1890/08-0127.1
|
Wang S, Jin X, Zhao H, et al. 2006. Phosphorus fractions and its release in the sediments from the shallow lakes in the middle and lower reaches of Yangtze River area in China[J]. Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects, 273(1/3): 109–116.
|
Wang S, Jin X, Zhao H, et al. 2009. Phosphorus release characteristics of different trophic lake sediments under simulative disturbing conditions[J]. Journal of Hazardous Materials, 161(2/3): 1551–1559.
|
Wang W, Wang D, Yin C. 2002. A field study on the hydrochemistry of land/inland water ecotones with reed domination[J]. Acta Hydrochimica Et Hydrobiologica, 30(2/3): 117–127.
|
Worsfold P J, Gimbert L J, Mankasingh U, et al. 2005. Sampling, sample treatment and quality assurance issues for the determination of phosphorus species in natural waters and soils[J]. Talanta, 66(2): 273–293.
DOI:10.1016/j.talanta.2004.09.006
|
吴良喜, 曾红娟. 2007. 水库消落带应算作破坏水土保持设施面积[J]. 水土保持通报, 2007, 27(4): 141–143.
|
Xiao R, Bai J, Gao H, et al. 2012. Spatial distribution of phosphorus in marsh soils of a typical land/inland water ecotone along a hydrological gradient[J]. Catena, 98(17): 96–103.
|
Yi Q, Sun P, Niu S, et al. 2015. Potential for sediment phosphorus release in coal mine subsidence lakes in China:perspectives from fractionation of phosphorous, iron and aluminum[J]. Biogeochemistry, 126(3): 315–327.
DOI:10.1007/s10533-015-0158-4
|
Zabel M, Dahmke A, Schulz H D. 1998. Regional distribution of diffusive phosphate and silicate fluxes through the sediment-water interface:the eastern South Atlantic[J]. Deep Sea Research Part Ⅰ Oceanographic Research Papers, 45(2/3): 277–300.
|
Zhang B, Fang F, Guo J, et al. 2012. Phosphorus fractions and phosphate sorption-release characteristics relevant to the soil composition of water-level-fluctuating zone of Three Gorges Reservoir[J]. Ecological Engineering, 40(3): 153–159.
|
Zhang Y, Huang L, Zhang Z, et al. 2016. Phosphorus fractions and phosphorus adsorption characteristics of soils from the water-level fluctuating zone of Nansi Lake, China[J]. Polish Journal of Environmental Studies, 25(2): 865–872.
DOI:10.15244/pjoes/61007
|
Zhou Q, Gibson C E, Zhu Y. 2001. Evaluation of phosphorus bioavailability in sediments of three contrasting lakes in China and the UK[J]. Chemosphere, 42(2): 221–225.
DOI:10.1016/S0045-6535(00)00129-6
|
曾庆慧, 秦丽欢, 程鹏, 等. 2016. 1990年以来北京密云水库主要水环境因子时空分布特征[J]. 湖泊科学, 2016, 28(6): 1204–1216.
DOI:10.18307/2016.0606 |
曾祉祥, 雷沛, 张洪, 等. 2015. 丹江口水库典型消落区土壤氮磷赋存形态及释放特征研究[J]. 环境科学学报, 2015, 35(5): 1383–1392.
|
张路, 范成新, 池俏俏, 等. 2004. 太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究[J]. 地球化学, 2004, 33(4): 423–432.
|
朱广伟, 高光, 秦伯强, 等. 2003. 浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征[J]. 水科学进展, 2003, 14(6): 714–719.
|