湖泊生态系统中过量的磷是引起富营养化的根本原因,沉积物内源负荷造成的二次污染已越来越多的得到人们的关注,磷在湖泊沉积物—水体间的迁移转化,是湖泊营养水平控制的重要因素。沉积物中磷形态的高度可变性及复杂性导致了与磷的地球化学循环相关的研究进展缓慢,已成为解构湖泊磷循环过程中的瓶颈。形态相异的磷具有特定的环境地球化学意义,活性大小很大程度上取决于它存在的化学形式。作为世界闻名的旅游风景区,面对外源输入与内源释放的双重压力,西湖的水质状况一直不容乐观。明确西湖沉积物磷的赋存形态及在沉积剖面上的分布规律,是理解磷在湖泊生态环境中行为的基础。 本论文首次针对西湖西进工程后的湖区分布情况,分别在小南湖、西里湖、茅家埠、岳湖、北里湖及外湖中选点采集沉积物柱状样,在整个新西湖区域范围内对沉积物磷的丰度及赋存形态进行了较为全面细致的调查分析,将西湖沉积物中的磷分为DP、Al-P、Fe-P、O-P、Ca-P及OP,深入讨论了不同形态磷在沉积垂向上的剖面分布特征、行为及对内源负荷的贡献,并对沉积物磷可能的迁移转化途径作出了相应的解释。与我国其它浅水湖泊沉积物相比,西湖沉积物TP含量处于一般水平,OP在总磷中的相对含量非常高,在西湖磷循环中的作用不可忽视。在磷形态的沉积剖面解构上,除了O-P变化不大且不规律外,其它磷形态在垂向上都表现出与TP相似的变化规律,反映了各种形态磷的外源输入量的变化、在沉积过程中受到的改造及释放情况,也暗示了界面附近发生着营养盐交换等一系列复杂的生物地球化学作用;OP、Fe-P在TP中的相对含量在沉积剖面上的变化幅度很小,说明沉积物与水体间磷的交换可能已处于动态平衡;Ca-P在沉积垂向上的相对含量随沉积深度的增加而增大,表明这种形式的磷可能是沉积物成岩作用的最终归宿,其余磷形态在沉积底层相对含量的减少可能暗示了向稳定的自生磷灰石转化的过程。 此外,本论文还就目前湖沼学的研究热点,探讨了有机质的矿化降解及碱性磷酸酶介导对沉积物磷形态、分布及迁移转化行为的影响。 西湖属于典型的高有机质湖泊,有机污染的输入量及人类活动干扰、湖区初级生产力水平、沉降通量、有机质类型等因素造成了沉积物有机质在不同湖区中的含量有差别;西湖沉积物总磷含量的剖面分布很大程度上受有机质矿化降解作用的控制:OP、DP、Fe-P、Ca-P与沉积物有机质有较好的相关性;有机质含量及矿化降解作用的强弱对沉积物中不同形态磷的分布和迁移转化具有重要影响。