自20世纪五六十年代以来,在世界各地部分湖泊和水库中开始观察到富营养化现象。七十年代后,不少国家地区的河流中也相继出现富营养化。通常认为磷是淡水生态系统(与海洋生态系统相对应)初级生产力的控制因素,氮磷的富集是造成水体藻华以及富营养化的重要机制。表层水中磷的富集在富营养化,水体生物多样性的丧失和有害藻华暴发中所承担的角色在全球范围内也受到广泛关注。因此揭示九龙江溪流磷输出时空变异特征及其影响因素,可为流域综合管理和区域用水安全提供科技支撑。本研究通过现场监测、GIS技术、模型模拟、数理统计等方法,基于2015年3月-2017年2月持续两年一月1-2次的九龙江全流域不同土地利用主导(城市流域、农业流域、自然流域)的典型小流域河流磷指标(总磷(TP)、活性磷酸盐(SRP)、总溶解态磷(TDP)、颗粒态总磷(TPP))监测,探究流域磷浓度与磷输出的时空变化特征,并侧重选择九龙江西溪农业流域进行了一年四季(四次)的沉积物磷赋存形态及分布特征研究,以此揭示九龙江溪流磷输出的时空变异特征及其影响因素,主要结论如下:九龙江溪流磷指标浓度(TP、TDP、SRP、TPP)具有显著的时空动态变化特征。九龙江溪流磷指标(TP、SRP、TPP)浓度整体在冬春季节高,夏秋季节低,TDP按春夏秋冬季节性增长,且整体上九龙江溪流TP 呈现IⅣ类水质。另外,九龙江磷指标浓度总体呈现农业流域>城市流域>自然流域。源头小流域中,农业流域龙山溪的各个磷指标浓度最高,且西溪出口郑店的各个磷指标浓度高于北溪出口浦南。在暴雨径流过程中,溪流磷浓度具有明显变化:TP和TPP浓度随着水位的上升显著升高。九龙江西溪表层水磷浓度和沉积物TP含量空间上均呈现上游低、下游高的分布格局。沉积物TP含量在143-1516 mg/kg之间,平均691 mg/kg,以IP为主要赋存形态,其中又以Fe/AI-P为主,并且无论从各形态磷含量或是百分含量的变化范围来看,基本呈现Fe/Al-P>OP>Ca-P。另沉积物TP含量在10月最低,3月最高,与水体中SRP浓度季节变化一致。九龙江溪流的磷输出(总磷、活性磷酸盐通量)存在相当大的时空差异。研究期间九龙江流域全年总磷输出为1878.0吨,西溪出口郑店占60.0%,北溪出口浦南占40.0%,位于西溪流域的龙山溪总磷输出量为455.9吨,达到西溪输出量的40.4%;对于单位面积的流域磷输出而言,西溪各流域仍高于北溪流域,西溪出口郑店的总磷输出通量为328.23 kg/km2·a,北溪出口浦南的总磷输出通量为89.72 kg/km2·a,西溪为北溪的3.7倍,其中磷输出量最高为农业流域,最低为自然流域。九龙江溪流磷输出还存在明显月际差异和季节性差异:西溪各站点单位面积TP、SRP通量在8月达到最高值,3月最小;北溪各站点单位面积TP、SRP通量在12-1月间达到最高值,3月最小。农业小流域中夏冬季的磷输出最高,秋季其次,春季最低。城市小流域和自然小流域的磷输出在冬季最高,秋季其次,春夏季最低;总体来讲,农业流域对应季节的磷输出较城市小流域和自然小流域的高。九龙江溪流磷浓度和磷通量受土地利用、GDP、畜禽养殖、磷肥施用、人口等因素综合影响,通过Pearson相关分析发现:各磷指标与林地、裸地呈现负相关关系,与耕地、果园呈正相关关系。社会经济指标包括第一产业GDP、畜禽养殖量、磷肥施用量与磷浓度和磷通量基本呈正相关,国内生产总值、第二和第三产业GDP与磷浓度和磷通量呈负相关,人口与磷浓度呈正相关,而与磷通量呈负相关性。沉积物中各形态磷均与水体中磷呈现正相关关系(除OP与TPP含量呈现负相关关系),其中Ca-P、IP从沉积物中的释放极大的影响着水体中活性磷含量;另外水体磷浓度与叶绿素a和氯离子呈极显著正相关,与pH也呈现正相关关系;从温度与磷指标相关性来看,温度升高可能提高水体TDP和SRP的浓度。