滇池沉积物总磷的时空分布特征研究

农业环境科学学报２００７，２６（１）：５１－５７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ摘要：应用ＧＰＳ定位技术，对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等５个代表性样点不同层次沉积物总磷进行了为期１年的动态监测，分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池沉积物总磷的时空动态变化特征。

结果表明，不同区域、不同层次、不同季节沉积物总磷呈现明显的动态变化。

滇池沉积物（０￣２０ｃｍ）总磷（Ｐ）平均含量为２．１６ｇ・ｋｇ－１，全湖全年在０．９８￣４．７４ｇ・ｋｇ－１间变化，总体趋势是夏季高于冬季。

沉积物总磷含量总体趋势的垂直分布为表层（０￣５ｃｍ）＞中层（５￣１０ｃｍ）＞底层（１０￣２０ｃｍ），除昆阳位点外，各层次呈显著性差异。

５位点１年内表层、中层和底层沉积物总磷（Ｐ）含量的平均变化范围分别为：１．５２￣４．７４ｇ・ｋｇ－１、１．２６￣３．９６ｇ・ｋｇ－１和０．９８￣３．９９ｇ・ｋｇ－１，各区域以昆阳沉积物总磷平均含量最高，斗南和新街沉积物总磷的含量最低。

滇池不同区域沉积物（０￣２０ｃｍ）总磷（Ｐ）的含量分布依次为昆阳（３．５９ｇ・ｋｇ－１）＞罗家村（１．９７ｇ・ｋｇ－１）和海埂（１．９６ｇ・ｋｇ－１）＞斗南（１．６５ｇ・ｋｇ－１）和新街（１．６４ｇ・ｋｇ－１）。

不同区域表层沉积物－水体中磷的动态变化特征不同。

关键词：滇池；沉积物；总磷；时空分布中图分类号：Ｘ５２４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００７）０１－００５１－０７收稿日期：２００６－０５－１６基金项目：中国科学院南京土壤所土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金；教育部春晖计划资助作者简介：陈永川（１９７７—），男，云南镇雄人，在读博士，主要从事植物营养与环境的研究。

通讯作者：汤利Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｌ１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ富营养化水体中磷的来源包括外部进入水体中的磷以及水体内部底泥等沉积物进入水体中的磷。

现有研究证明，湖泊沉积物是湖泊营养物质的重要蓄积库。

沉积物在湖泊养分循环和水体富营养化过程中起着重要的作用［１］，在一定条件下，沉积物中的营养盐有可能成为富营养化的主导因子［２］。

沉积物磷是浅水湖泊富营养化的重要营养源之一，湖泊沉积物向水体释放可溶性磷是内源磷的基本来源［３］。

在浅水湖泊的磷总量平衡中，沉积物磷占据了滇池沉积物总磷的时空分布特征研究陈永川，汤利，张德刚，李少明，郑毅（云南农业大学资源与环境学院，云南昆明６５０２０１）ＴｈｅＳｐａｔｉａｌｌｙａｎｄＴｅｍｐｏｒａｌｌｙＤｙｎａｍｉｃＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＴｏｔａｌＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎＳｅｄｉｍｅｎｔｏｆＤｉａｎｃｈｉＬａｋｅＣＨＥＮＹｏｎｇ－ｃｈｕａｎ，ＴＡＮＧＬｉ，ＺＨＡＮＧＤｅ－ｇａｎｇ，ＬＩＳｈａｏ－ｍｉｎｇ，ＺＨＥＮＧＹｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０２０１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎ５ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｉｔｅｓｏｆＤｉａｎｃｈｉｌａｋｅ，Ｈａｉｇｅｎｇ，Ｄｏｕｎａｎ，Ｌｕｏｊｉａｃｕｎ，ＸｉｎｊｉｅａｎｄＫｕｎｙａｎｇｌｏｃａｔｅｄｗｉｔｈＧＰＳ，ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｆｒｏｍＭａｙ２００３ｔｏＭａｙ２００４．ＴｈｅｓｐａｔｉａｌａｎｄｔｅｍｐｏｒａｌｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆＤｉａｎｃｈｉｌａｋｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（Ｔ－Ｐ）ｉｎｓｅｄｉ－ｍｅｎｔｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｐｔｈｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｏｎｓｉｎＤｉａｎｃｈｉｌａｋｅ．ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＴ－Ｐｉｎｗｈｏｌｅｌａｋｅ＇ｓｓｅｄｉｍｅｎｔ（０￣２０ｃｍ）ｗａｓ２．１６ｇ・ｋｇ－１，ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＴ－Ｐｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎｓｕｍｍｅｒｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｗｉｎｔｅｒ，ａｎｄｒａｎｇｅｄ０．９８￣４．７４ｇ・ｋｇ－１ｉｎａｙｅａｒ．ＴｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆＤｉａｎｃｈｉｌａｋｅｓｈｏｗｅｄｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｔｒｅｎｄｓ：ｔｈｅｔｏｐｐｅｒｌａｙｅｒ（０￣５ｃｍ）＞ｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒ（５￣１０ｃｍ）＞ｂｏｔｔｏｍｌａｙｅｒ（１０￣２０ｃｍ）．ＴｈｅＴ－Ｐｃｏｎｔｅｎｔｉｎａｙｅａｒｉｎｂｏｔｔｏｍｌａｙｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔ，ｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔａｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎｆｉｖｅｓｔｕｄｉｅｄｓｉｔｅｓ，ｗｅｒｅ０．９８￣３．９９ｇ・ｋｇ－１，１．２６￣３．９６ｇ・ｋｇ－１ａｎｄ１．５２￣４．７４ｇ・ｋｇ－１ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆＴ－ＰｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｗａｓｆｏｕｎｄｉｎＫｕｎｙａｎｇ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｏｔｈｅｒｓｉｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔＴ－ＰｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｗａｓｆｏｕｎｄｉｎＤｏｕｎａｎａｎｄＸｉｎｊｉｅ．ＣｏｎｔｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆＴ－ＰｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆＤｉｎｃｈｉｌａｋｅｗｅｒｅＫｕｎｙａｎｇ（３．５９ｇ・ｋｇ－１）＞Ｌｕｏｊｉａｃｕｎ（１．９７ｇ・ｋｇ－１）＞Ｈａｉｇｅｎｇ（１．９６ｇ・ｋｇ－１）＞Ｄｏｕｎａｎ（１．６５ｇ・ｋｇ－１）ａｎｄＸｉｎｊｉｅ（１．６４ｇ・ｋｇ－１）．Ｒｅｍｏｖｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔ－ｗａｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｅｓｉｎＤｉａｎｃｈｉｌａｋｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉａｎｃｈｉｌａｋｅ；ｓｅｄｉｍｅｎｔ；ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ｓｐａｔｉａｌａｎｄｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ２００７年１月很大比例，可构成整个内负荷的６０％～８０％［４］。

在适宜环境下，沉积物磷可向水体释放并转化成生物可利用磷，从而促进浮游藻类的急剧增长，加速湖泊富营养化。

国外有关各湖泊沉积物中磷的分布、形态和季节性变化、沉积物磷的释放及影响沉积物磷释放的环境等均有研究报道［５￣７］，我国在太湖等湖泊中有关沉积物磷的垂直分布、沉积物－水体界面氮磷营养物交换、沉积物磷释放的模拟及环境影响因子对沉积物磷释放的影响等已有较多研究［２、８、１３］，但有关滇池沉积物的研究很少。

目前虽有关于滇池磷的物质来源和赋存形态，沉积物中细菌组成等磷地球化学行为的调查报道［１４￣１５］，但仅局限于某一位点、某一时期的采样分析。

而有关滇池不同区域沉积物磷的空间分布和动态变化，湖内沉积物磷的迁移和转化，水体－沉积物界面的磷交换及滇池内源磷污染的时空变化特征等，均尚未见系统报道。

因此，在系统研究了滇池水体磷的时空分布特征的基础上［１６］，本文通过对滇池５个位点沉积物磷的动态研究，探讨了滇池不同区域、不同时期、不同层次沉积物中磷的分布特征和时空变化规律，以期为阐明滇池沉积物磷内源污染负荷，磷的污染时空变化规律，磷的迁移转化情况，提高滇池富营养化治理成效提供依据。

１材料与方法１．１研究位点及采样方法采用ＧＰＳ定位，在滇池选择５个代表性的研究位点，分别是海埂（Ｎ２４°５４．８５７′，Ｅ１０２°３９．８３７′），斗南（Ｎ２４°５２．６６２′，Ｅ１０２°４５．２３７′），罗家村（Ｎ２４°４８．７９９′，Ｅ１０２°４１．７８９′），新街（Ｎ２４°４６．１５７′，Ｅ１０２°４１．８６８′），昆阳（Ｎ２４°４３．５９９′，Ｅ１０２°３７．３６２′），其中海埂是藻类发生的重灾区、城市污水排放区，斗南是花卉蔬菜主产区，罗家村为滇池中部，新街是水稻主产区，昆阳是磷矿生产区，进行为期１年的沉积物定位动态采样，研究位点分布如图１。

从２００３年５月至２００４年５月进行１年的定位采样，每一位点每次取３个重复，每月采样１次。

沉积物样品用Ｕｗｉｔｅｃ重力采样器（澳地利）ＵＶＰ管原位采取，分表层（０￣５ｃｍ）、中层（５￣１０ｃｍ）、底层（１０￣２０ｃｍ）３层分取沉积物样品。

１．２分析方法沉积物样品采集后拿回实验室自然风干、磨碎完全过１ｍｍ筛，把过１ｍｍ筛的土样用４分法分取一部分，磨碎完全过０．２５ｍｍ筛，其０．２５ｍｍ土样用于沉积物总磷的测定，每１样品做２次平行测定［１７］。

沉积物总磷采用高氯酸－硫酸消煮钼蓝比色法测定［１７、１８］。

２结果与分析２．１滇池全湖沉积物总磷的年变化特征表１为滇池全湖沉积物总磷的年动态变化特征（２００３年５月—２００４年５月），其特征为全湖５个研究位点，每位点３次重复，一年１２个月的平均值（ｎ＝５×３×１２＝１８０）。

结果表明，滇池全湖沉积物（０￣２０ｃｍ）总磷的平均含量为２．１７ｇ・ｋｇ－１，全年平均在１．５５～２．９０ｇ・ｋｇ－１之间变化，变异范围是３４％￣４０％。

表层、中层、底层沉积物总磷含量的变化趋势一致，总体趋势是夏季较高，冬季较低。

沉积物总磷含量的高低与磷的吸附和释放有关，沉积物表层直接接受水体磷的沉淀和吸附，是内源磷积累的主要界面，因此，表层（０￣５ｃｍ）沉积物总磷含图１滇池取样与监测位点Ｆｉｇｕｒｅ１ＳａｍｐｌｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅｓｉｎＤｉａｎｃｈｉ陈永川等：滇池沉积物总磷的时空分布特征研究５２第２６卷第１期农业环境科学学报量明显高于中层（５￣１０ｃｍ）和底层（１０￣２０ｃｍ）。

其中：全湖表层沉积物总磷含量的最大值为４．７４ｇ・ｋｇ－１，最小值为１．５２ｇ・ｋｇ－１，表层的年变化平均范围为２．２１～２．９０ｇ・ｋｇ－１；中层沉积物总磷含量的最大值为３．９６ｇ・ｋｇ－１，最小值为１．２６ｇ・ｋｇ－１，年变化平均范围为１．８７～２．２８ｇ・ｋｇ－１；底层沉积物总磷含量的最大值为３．９９ｇ・ｋｇ－１，最小值为０．９８ｇ・ｋｇ－１，年变化平均范围为１．５５～２．０９ｇ・ｋｇ－１。

各层次沉积物总磷含量的最高值均出现在２００３年７月的昆阳位点，最小值分别出现在２００４年２月的新街位点和２００４年１月的斗南位点。