南水北调工程缓解北方水源水量不足的问题,但调水注入水库后水库水量增加,水位快速上升,水库周边水位变幅带面积增加,可能会导致水位变幅带土壤中营养元素释放,从而影响水库的营养元素输入负荷及形态分布,导致水库内的营养状况发生改变,影响水库内的生态平衡。为此,本研究以密云水库为研究对象,采集了密云水库水位变幅带不同高程土壤样品,分析其中不同磷形态的分布状况,并结合室内模拟水位变化土柱实验,重点研究了水位变化对水位变幅带土壤中不同营养元素的转变和释放,为控制和改善水位变幅带区域对水体可能造成的污染提供理论基础,主要研究与工作结果包括:密云水库水位变幅带水相沉积物中铁磷和钙磷的含量普遍高于陆相土壤。水相沉积物中钙磷含量最高。土壤和沉积物中活性有机磷是有机磷的主要成分。水相沉积物中总氮、硝酸盐氮和氨氮含量明显高于陆相土壤中的含量。陆相土壤中的锰、铁和铝含量明显高于水相沉积物中的含量。土壤中铁、铝金属的主要源自于其金属氧化物等沉淀物,但金属元素不是干扰磷元素含量变化的主要因素。采用土柱模拟水位变幅带淹水和落干的动态变化情景,研究两种情景下土壤/沉积物中营养元素的转化和释放。A、B柱淹没实验中,发现低含量弱吸附态磷在淹水过程中很容易释放到水中,铝磷含量的变化与铁磷的变化规律相反。淹没前期氨氮和硝酸盐氮含量升高,随后氨氧化微生物的矿化作用及溶解氧的减少,使得氨氮和硝酸盐氮含量快速下降。陆相土壤中总氮含量随着深度的增加而增加,水下沉积物中总氮含量高于陆相土壤。对C、D柱的落干实验中,氨氮含量降低,硝酸盐氮含量增加;A-D柱中总氮变化不大。采用土柱模拟水位变幅带恒水位淹没实验,模拟水库蓄水过程的变幅带和淹没区域的P和N含量变化,从而研究和分析水库水体和沉积物的营养元素的释放情况。其中远岸处土壤在淹没态下会导致稳定有机磷升高,而变幅带、水下和水底的稳定有机磷多趋于降低趋势。水中TN主要以硝酸盐氮为主。前24 h-40d内,近岸和变幅带的硝酸盐氮累积速率最大,远岸和水底底泥的累积速率速率最小。因此,在水库蓄洪过程中应关注水陆交界面、水下和水底土壤中的稳定有机磷的变化;并在淹没前24h对变幅带、远岸和岸下区域的TN和硝酸盐氮进行控制,从而在水库或湖泊的蓄水过程中,控制水体的富营养化程度。