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本文以亚热带山区深水水库—福建省泉州市山美水库为例,对其库区及入库河道沉积物氮、磷时空分布特征、释放潜能及环境意义进行研究,并初步解析沉积物有机质与氮的来源,为亚热带深水水库富营养化的防治提供参考。研究结果表明: (1)山美水库库区沉积物总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、离子交换态氮(IEF-N)、弱酸浸取态氮(CF-N)、强碱提取态氮(IMOF-N)及强氧化剂提取态氮(OSF-N)的平均含量分别为996.86 mg/kg、253.18 mg/kg、297.72 mg/kg、64.49 mg/kg、40.69 mg/kg及274.10 mg/kg;入库河道沉积物TN、NH4+-N、IEF-N、CF-N、IMOF-N及OSF-N的平均含量分别为899.86 mg/kg、206.05 mg/kg、186.39 mg/kg、43.59 mg/kg、31.33 mg/kg及208.03 mg/kg。IEF-N和OSF-N是沉积物主要的可转化态氮。 (2)山美水库库区及入库河道沉积物各形态氮相关性分析结果表明,沉积物TN与OSF-N相关,沉积物OSF-N对TN存在一定的影响;沉积物NH4+-N与IEF-N具有高相关性,沉积物NH4+-N对IEF-N存在较强的影响。聚类分析结果表明,入库区S1和S2、库尾区S4、以及库中区S5和S6采样点沉积物氮在丰水期、枯水期及平水期均有类似特征,说明水流对库区沉积物氮特征的影响较大;入库河道各采样点可根据沉积物氮的特征分为两类。 (3)山美水库库区沉积物总磷(TP)、生物有效磷(BAP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、非磷灰石磷(NAIP)及磷灰石磷(AP)的平均含量分别为803.81 mg/kg、352.98 mg/kg、512.82mg/kg、288.04 mg/kg、408.53 mg/kg及102.56 mg/kg;入库河道沉积物TP、BAP、IP、OP、NAIP及AP平均含量分别为837.12 mg/kg、388.72 mg/kg、665.94 mg/kg、167.19 mg/kg、497.63 mg/kg及161.23 mg/kg。NAIP是沉积物主要的磷赋存形态。 (4)山美水库库区及入库河道沉积物各形态磷相关性分析结果表明,沉积物TP与其它各形态磷均存在相关性,沉积物TP与 IP相关性最高,沉积物 IP对TP的影响强度最高。沉积物BAP与TP存在高相关性,显示山美水库库区及入库河道沉积物磷均具有较高的生物可利用性。聚类分析结果表明,入库区 S1和库中区S5采样点以及库中区S6和S7采样点沉积物磷在丰水期、枯水期及平水期均分别有类似特征;入库河道各采样点可根据沉积物磷的特征分为四类。 (5)山美水库库区及入库河道沉积物氮等温吸附平衡浓度(ENC0)均高于上覆水体NH4+-N含量,说明对于NH4+-N而言,沉积物为释放,可能为“源”;而库区沉积物 TN含量高于入库河道,说明对于 TN而言,库区沉积物可能为“汇”。 (6)山美水库库区及入库河道沉积物可移动性磷(NAIP)均为沉积物磷的主要赋存形态,沉积物磷等温吸附平衡浓度(EPC0)均高于上覆水体可溶性活性磷(SRP)含量,沉积物磷释放诱发富营养化风险指数(ERI)均处于高释放风险范围,库区及入库河道沉积物磷均存在高的释放潜能,沉积物可能为“磷源”。 (7)通过对沉积物碳氮比(CN)以及δ13C的分析,山美水库库区及入库河道沉积物有机质的主要来源均为陆生植物;通过对沉积物δ15N的分析,山美水库库区及入库河道沉积物氮的主要来源均为土壤和人工合成肥料。