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三峡库区消落区沉积物中磷和有机质分布及其相互影响

林茂  
【摘要】: 三峡库区消落区是水位冬涨夏落、违背季节枯洪规律的特殊的新生湿地生态区域,被认为是长江沿线生态最为脆弱的地带。论文根据三峡库区消落区特点,在综合综述国内外水-沉积物/土壤界面磷迁移转化研究现状的基础上,选择库区典型新生消落区为研究对象,立足消落区土壤/沉积物干湿交替环境变化特征,分析实际环境样品中磷在水-土壤/沉积物微界面中的赋存形态、分布特征,分析有机质在水-土壤/沉积物微界面上的含量水平,结合实验室模拟实验,研究并揭示磷在沉积物-水界面的源汇变化规律,揭示磷和有机质在干湿交替下状态下的释放机理以及新生消落区有机质磷对水-沉积物/土壤界面磷迁移转化贡献。研究结果表明: 1)三峡库区成库初期消落区反季节干湿交替运行时的覆水土壤/沉积物内源磷对水体水质影响不明显,库区总体水质良好。 2)淹水沉积物比旱地土壤更加利于磷扩迁移散。本底土壤同沉积物相比有更强的潜在释磷风险,且本底土壤总磷含量越高,覆水后土壤向上覆水迁移、转化磷的风险越高,干湿交替和长期淹水均有利于磷的吸附。 3)三峡水库运行初期,新生消落区原有使用情况对沉积物总有机质含量影响较大。本底土壤同沉积物相比有较强的潜在释放有机质风险。首次淹水土壤有机质磷的释放是最主要的磷释放形式,本底土壤较沉积物的潜在释放有机质磷风险更大。研究表明,干湿交替较连续淹水更有利于有机质和有机质磷的聚集,由淹水初期的源变化成为汇而且不改变有机质和有机质磷的沿程分布。 4)三峡库区消落区土壤和沉积物磷形态分布规律均呈现钙磷有机磷闭蓄态磷铝磷铁磷易交换态磷的态势。土壤开始淹水时,活性磷溶解释放,随覆水时间增长,沉积物活性磷渐以吸附为主。有机质磷由于矿化随淹水时间增加其含量逐渐减少。闭蓄态磷和钙磷含量通常较稳定。库区首次蓄水至175m时,本底土壤较沉积物更具有潜在的释磷风险。 5)模拟实验表明,干湿交替后再次覆水较连续淹水更有利于土壤/沉积物磷的释放。有机质的释放很大程度上影响有机质磷的释放。本底土较沉积物更易释放有机质,而本底土中有机质磷相对较难被释放溶解。干湿交替和连续淹水情况下沉积物中有机质变化趋势同有机质磷变化有着很强的一致性,以上结果同现场跟踪监测实验结果一致。


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