湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展.docxVIP

PAGE

1-

湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展

一、湖泊沉积物中氮磷源—汇现象概述

(1)湖泊沉积物中的氮磷源—汇现象是指湖泊沉积物在氮磷物质循环过程中，既可以是氮磷物质的来源，也可以是氮磷物质的汇。这一现象对于维持湖泊生态系统的平衡和水质安全至关重要。据相关研究，我国湖泊沉积物中氮磷含量普遍较高，其中太湖、巢湖、滇池等大型湖泊的沉积物中氮磷含量甚至超过了环境背景值。以太湖为例，其沉积物中氮含量约为1000mg/kg，磷含量约为300mg/kg，远超我国地表水环境质量标准。

(2)湖泊沉积物中氮磷源—汇现象的形成与多种因素密切相关，包括湖泊本身的物理、化学和生物特性，以及外源输入等因素。例如，湖泊的富营养化程度、沉积物的组成和结构、湖泊的水动力条件等都对氮磷源—汇现象有显著影响。以滇池为例，滇池沉积物中氮磷的释放与湖泊的富营养化程度密切相关，富营养化程度越高，氮磷释放量也越大。据研究，滇池沉积物中氮的年释放量可达1000吨，磷的年释放量可达100吨。

(3)湖泊沉积物中氮磷源—汇现象对湖泊水质和水生态系统产生重要影响。一方面，氮磷物质的释放会导致湖泊水体富营养化，进而引发水华和赤潮等生态环境问题；另一方面，氮磷物质在沉积物中的积累会影响沉积物的性质，进而影响沉积物对氮磷的吸附和释放能力。例如，太湖沉积物中氮磷的积累导致了沉积物性质的恶化，使得沉积物对氮磷的吸附能力降低，从而加剧了水体富营养化。因此，对湖泊沉积物中氮磷源—汇现象的研究对于湖泊水环境治理和生态修复具有重要意义。

二、湖泊沉积物氮磷源—汇现象的影响因素

(1)湖泊沉积物氮磷源—汇现象的影响因素众多，其中湖泊的物理特征是基础性因素之一。湖泊的面积、深度、坡度和形状等都会对沉积物的形成、分布和氮磷的迁移转化产生影响。例如，湖泊面积较大的湖泊，其沉积物表面积相对较大，有利于氮磷物质的吸附和转化；而湖泊深度较深的湖泊，水体分层现象明显，氮磷的垂直迁移过程更加复杂。此外，湖泊的坡度也会影响沉积物的侵蚀和沉积速率，进而影响氮磷的循环。

(2)湖泊的化学特征也是氮磷源—汇现象的重要影响因素。沉积物的矿物组成、有机质含量、pH值、氧化还原电位等化学性质都会影响氮磷的吸附、转化和释放。以有机质为例，沉积物中的有机质可以吸附大量的氮磷，从而降低水体中的氮磷浓度。但是，当有机质分解时，会释放出氮磷，导致水体富营养化。此外，沉积物中的铁锰氧化物和铝氧化物等矿物成分可以吸附氮磷，降低其溶解度，从而减少水体中的氮磷含量。

(3)生物因素也是湖泊沉积物氮磷源—汇现象的关键影响因素。水生植物、底栖动物和微生物等生物在湖泊生态系统中扮演着重要角色。水生植物可以通过根系吸收氮磷，减少水体中的氮磷含量；底栖动物通过摄食沉积物中的微生物和有机碎屑，参与氮磷的循环过程；微生物则通过生物化学作用，如硝化、反硝化和厌氧氨氧化等，影响氮磷的转化形式。此外，湖泊中的浮游生物和底栖生物的种群结构和数量变化也会影响氮磷的迁移和转化，进而影响湖泊沉积物中的氮磷源—汇现象。

三、湖泊沉积物中氮磷源—汇现象的监测与评估方法

(1)湖泊沉积物中氮磷源—汇现象的监测方法主要包括现场采样和实验室分析。现场采样通常采用抓斗、拖网或钻探等方式获取沉积物样品，同时记录采样点的位置、深度和水质参数。实验室分析则包括沉积物中氮磷含量的测定、形态分析以及氮磷转化过程的研究。常用的分析方法有总氮磷测定、硝态氮、亚硝态氮和氨氮的测定等。

(2)在评估湖泊沉积物中氮磷源—汇现象时，模型模拟方法被广泛应用。这些模型可以根据湖泊的物理、化学和生物特征，模拟氮磷的输入、输出和转化过程。其中，沉积物—水界面模型和沉积物内循环模型是最常用的两种模型。沉积物—水界面模型主要用于研究氮磷在沉积物—水界面的交换过程，而沉积物内循环模型则关注氮磷在沉积物内部的转化和释放。

(3)为了全面评估湖泊沉积物中氮磷源—汇现象，综合监测与评估方法被提出。这种方法结合了多种监测手段，如遥感技术、地面监测和模型模拟等。遥感技术可以提供大范围、高时空分辨率的湖泊沉积物信息，有助于快速识别氮磷源—汇区域。地面监测则可以获取详细的沉积物和水质数据，为模型模拟提供基础数据。综合监测与评估方法能够更准确地反映湖泊沉积物中氮磷源—汇现象的时空变化，为湖泊管理提供科学依据。

四、湖泊沉积物氮磷源—汇现象的调控措施

(1)湖泊沉积物氮磷源—汇现象的调控措施主要包括减少外源输入、改善沉积物性质和加强生态系统管理。外源输入的减少可以通过控制农业面源污染、工业排放和城市径流来实现。例如，在太湖流域，通过实施农业面源污染控制项目，如推广有机肥、建设生态沟渠和实施氮磷拦截等措施，使得太湖入湖氮磷总量减少了约30%。此外，限制化肥和农药的使用，以及优化灌溉方式，也是减少氮磷