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20世纪80年代以来,高强度的农业施肥导致过量营养元素输入农区下游水体,造成大量河流、湖泊富营养化。为缓解下游水体的承受压力并提高水体质量,可在农田附近设置湿地,以其强有力的截留作用缓解流失肥料对下游水体造成的污染。许多学者指出,湿地底泥对磷(P)具有良好的截留作用,能在很大程度上缓解因面源污染引起的水质问题。然而作为土壤微生物生长代谢必备的营养成分及限制元素,磷的施加有可能引起土壤碳(C)库的消长及结构的改变,因此利用湿地截留农田流失的磷时应同时考虑其对底泥碳库的影响,从而在应对全球气候暖化时做出相应措施。尽管一些学者发现磷沉积对有机碳的降解有加速作用,但其机理仍鲜为人知。本实验通过施加梯度过磷酸钙模拟外源磷肥沉积对农区湿地底泥碳库的影响,磷添加浓度依次为原底泥总磷(TP)含量的0(P-0),5%(P-5),10%(P-10),20%(P-20),30%(P-30)以及60%(P-60),各湿地模拟柱置于常温黑暗条件下静态培养,并在培养期内不考虑水生植物的影响,以此说明沉积的磷在改变底泥不同形态碳含量及DOM结构复杂性方面的作用,提出磷诱导的湿地底泥碳库生物地球化学循环特征,主要研究结果如下：过磷酸钙的梯度输入致使底泥TP及Olsen-P含量规律性升高。作为土壤微生物生长的必要元素,磷输入必然引起底泥微生物量磷(MBP)的富集(p<0.05)。就涉磷循环酶而言,磷显著抑制酸性磷酸酶(AcP)活性(p<0.05),而对碱性磷酸酶无明确影响。总有机碳随施磷量的增加而下降,最高下降率为23%。同时,磷输入加速底泥溶解性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)的生成。就活性有机碳组分而言,高活性有机碳(HLOC)受磷干扰最明显,P-60处理组HLOC含量是对照组的1.54倍,非活性有机碳随处理组施磷量的上升持续下降,最大降解率为22%,中、低活性有机碳无显著变化。与大分子纤维素降解有关的p-1,4-糖苷酶(pG)和纤维素酶活性均随处理组施磷量呈增长趋势(p<0.05),而脱氢酶活性并未呈规律性变化。此外,底泥CO2释放强度和累积矿化量也与TP正相关,碳库周转速率明显加强。底泥DOM通过土壤微生物新陈代谢作用连接生物圈中固气相间的碳交换,由荧光及紫外光谱的分析测定可知,荧光指数及鲜度指数随施磷量的增加有所上升,最大增幅依次为8.9%和64%；腐殖质指数、E280及E254均与底泥TP含量呈反比,E250/365随施磷量的上升而上升,处理组间E253/203无显著差异,可见及紫外光区的荧光团明显蓝移。通过Pearson相关性分析可知底泥C-P库各物化、生化指标与DOM光谱特征线性相关(p<0.05),表明外源磷输入导致微生物源DOM的生成并降低底泥腐殖及芳香性,弱化DOM结构的复杂程度。另外,固液相间明显的TP浓度差将导致部分磷扩散至湿地水体,使上覆水及层间水TP及溶解性活性磷浓度与底泥施磷量正相关(p<0.05)；而湿地水体中DOC浓度也随处理组呈上升趋势,P-60中上覆水DOC约增加64～102%,层间水DOC增加量为67～105%,但总氮(N)含量未受影响。此外,采用生态化学计量学分析底泥元素、生态酶活性、微生物量C：P及水相N：P的变化规律。C：P和MBC:MBP均随施磷量的升高而降低,生态酶lnβG:lnAcP则相反。三类生态化学计量比之间具有良好的线性相关性(p<0.05),表明外源磷输入造成底泥微生物碳限制,从而加速微生物对底泥有机碳库的分解,使DOM结构复杂化程度降低,导致底泥矿化量增大。不考虑初级生产力时,磷沉积不利于底泥碳库固定,增加碳排放风险,同时磷输入还将改变水体N：P(p<0.05),影响水生生物的生长繁殖。