三峡库区大宁河消落带土壤及沉积物磷素分布特征研究

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三峡库区严重的水土流失、脆弱的生态环境、和反季性的干湿交替,使得库区消落带-水界面物质交换活跃、交换过程复杂。磷是三峡库区蓄水后支流藻类、水华频发的关键性因子。但现有研究对于三峡水库175m稳定运行后,支流消落带磷素分布特征缺乏系统性认知。基于此,本文对三峡库区大宁河不同水位高程、不同土壤类型、不同水力条件下的土壤和沉积物磷素分布特征进行系统分析。获得主要结论如下:
  (1)不同土壤类型磷素分布结果表明黄壤所在消落带总磷平均值为366.95mg/kg,紫壤所在消落带总磷平均为810mg/kg。TP在150-155m随水位高程的分布而增加,但在160-175m上趋势不明显。支流汇入口消落带TP平均含量为612.32mg/kg,大宁河回水区消落带TP平均值位493.18mg/kg,淹水期土壤对磷的释放大于土壤对磷的吸附。对比支流会入口和回水区消落带河流沉积物发现,水体紊流下支流汇入口沉积物TP易向大宁河回水区转移。
  (2)大宁河回水区消落带表层不同形态磷含量分布顺序为rest-P>NaOH-P>BD-P>Ca-P>NH4Cl-P,支流汇入口磷形态分布为rest-P>Ca-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P,来源于大宁河上游的磷灰石Ca-P大部分沉积在支流汇流口。黄壤表层的磷形态分布为:NaOH-P>rest-P>BD-P>Ca-P>NH4Cl-P,紫壤表层磷形态分布为:Ca-P>rest-P>NaOH-P>BD-P>NH4Cl-P。紫壤中Ca-P含量大,使得TP含量大于黄壤。从150-175m水位高程上得出,黄壤中较易释放的NaOH-P较紫壤多,使黄壤NaOH-P随水位高程增加有降低趋势。紫壤剖面随着深度增加,Ca-P呈现递减趋势,NaOH-P含量趋于稳定,说明紫壤NaOH-P大部分为惰性的。rest-P、BD-P、NH4Cl-P变化无明显规律。
  (3)土壤磷素的赋存形态与土壤的理化性质进行相关性分析得出,紫壤中BD-P与有机质显著性正相关,说明可能存在有机质的分解,为水合铁氧化物和锰结合物产生了大量磷源的情况。黄壤中Ca-P与TP显著相关,说明黄壤消落带Ca-P为主要形态的磷。在支流汇入口,NaOH-P与rest-P显著正相关,说明rest-P在淹水时分解,一部分转化为NaOH-P。Ca-P与pH显著负相关、NaOH-P与pH显著正相关,说明支流汇入口Ca-P、NaOH-P受pH影响较大。大宁河回水区NaOH-P、rest-P、BD-P与NH4Cl-P显著正相关,说明这三种磷可能是向水体释放的主要磷源。
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