自20世纪80年代以来，巢湖流域农业集约化迅速发展，化肥大量使用改变了流域物质通量，也导致了农业区入湖河口沉积物质量持续下降，其中以磷富集和重金属污染问题最为突出。研究磷和重金属在河口沉积物中分布特征及其潜在风险水平，分析其输入源，不仅有助于我们对于流域沉积物质量恶化驱动机制的探索，还可以为流域水环境管理策略的制定提供理论依据。本研究选择安徽省巢湖流域农业区10个入湖河口及北岸的六叉河农业小流域，分析河口沉积物中磷和重金属空间-垂直分布特征及其存在的潜在风险，揭示农业集约化对入湖河口沉积物质量演变的影响；通过“原位”模拟实验，分析流域水生植物（空心莲子草，Alternanthera philoxeroide）季节性腐烂、分解引起的沉积物中磷释放过程及其机理，并揭示这一过程对湖泊“藻华”爆发的诱导作用。研究结果表明：　　 1、近几十年流域农业集约化迅速发展，期间磷素在入湖河口沉积物中大量富集。河口沉积物中总磷含量自下而上明显增加，从底层(O-5cm)到表层(25-30cm)，平均总磷浓度由374 mg/kg增加到537 mg/kg。从磷赋存形态上看，沉积物中化学活性最强的易解析磷( KCl-P)含量不到总磷的0.602％；铁铝结合态磷(NaOH-Pi)占16.0-53.1%，其变化趋势与总磷类似，与磷肥的使用密切相关；惰性磷(Res-P)在沉积物中含量最高，占总磷含量的19.8-74.0%；而沉积物中活性有机磷(NaOH-Po)与钙结合态磷(Ca-P)在垂直尺度上有小幅变化或者基本维持稳定。与磷的分布类似，河口沉积物中有机质含量随深度增加而减少，其中25-30 cm沉积层有机质平均含量为12.5 g/kg，而0-5 cm沉积层其含量上升到21.3 g/kg，相关性分析表明磷和有机质在入湖河口有共沉积过程。沉积物中磷吸附饱和度(DPS，3.92-21.4%)和磷释放风险指数(ERI，12.6-33.6%)研究发现，流域农业区近半数河口沉积物有磷释放风险，可能成为巢湖“藻华”爆发的源头区。　　 2、入湖河口沉积物中重金属累积与流域农业集约化迅速发展密切相关。磷肥大量使用不仅带来了磷污染问题，也导致重金属在河口沉积物中大量累积。在垂直尺度上，Cd、Pb和Zn3种重金属含量自下而上明显增加，平均浓度分别由0.208、8.05和73.8 mg/kg增加到0.331、17.2和100 mg/kg。重金属富集系数研究和基于赋存形态的释放风险评价结果表明，磷肥大量使用导致了Cd、Pb和Zn（富集系数：4.96，3.68和2.25）在河口沉积物中大量累积，并已呈现释放风险，其中交换态和碳酸盐结合态Cd含量占到了总Cd的18.1-33.6%;而Cr、Cu和Ni无累积，且基本无风险。聚类分析表明Cd、Pb和Zn主要是人为同源输入，即磷肥的大量使用；而另外3种重金属主要是自然同源输入。入湖河口已经存在较严重的重金属污染，这直接造成河口沉积物质量下降，并威胁到上覆水水质安全。　　 3、秋末和初春季节水生植物（空心莲子草）大量凋落、腐烂和分解，是导致流域农业区沉积物中磷释放的主要因素。本论文通过“原位”模拟和实时监测发现，空心莲子草腐烂、分解过程中，模拟装置上覆水氧化还原电位(ORP)急剧下降，前3天，大约从440 mv降至-280 mv，随后升至90 mv左右，并保持平稳，溶氧(DO)大量被消耗，水体变成厌氧状态(0.754 mg/L)。上覆水中磷和溶解性金属含量也发生了变化，活性磷酸盐（SRP）、溶解性总磷( DTP)、总磷(TP)含量均明显增加，最大值分别达到0.629、0.908和1.16mg/L，是原水的近24、13和12倍；溶解性金属元素中，Fe含量增加最为明显，最高达到22.8 mg/L。沉积物中各形态磷含量高低顺序由Oc-P＞Fe-P≈Org-P＞Ca-P＞Al-P≈Ex-P变为Org-P≈Fe-P＞Oc-P＞Ca-P＞Al-P≈Ex-P（可交换态磷Ex-P、铝结合态磷Al-P、铁结合态磷Fe-P、闭蓄态磷Oc-P、钙结合态磷Ca-P、有机态磷Org-P）；在0-3 cm沉积层中，Al-P和Fe-P含量增加主要来自于Oc-P和Ca-P的转化；而Ex-P和Org-P含量增加可能来自空心莲子草腐烂、分解的残体或水体中颗粒态磷的沉降。总之，上覆水ORP和DO变化是导致沉积物中磷释放的主要原因，而磷释放主要来自沉积物中Fe-P。近年来巢湖流域气温不断上升，加速了水生植物凋落、腐烂和分解，导致沉积物中磷提前释放，湖泊“藻华”提前爆发。