小型浅水湖泊沉积物磷的赋存形态及其相关性分析

向速林, 李松贵, 张旭, 付成钢, 吴蓓



小型浅水湖泊沉积物磷的赋存形态及其相关性分析

向速林, 李松贵*, 张旭, 付成钢, 吴蓓

华东交通大学土木建筑学院, 南昌 330013

以孔目湖沉积物为研究对象, 应用七步连续提取法测定其中的不同形态磷, 探讨了该湖泊沉积物中各赋存形态磷的分布特征, 并对其进行了相关性分析。结果表明: 该湖泊遭受的磷内源负荷比较大, 磷污染严重; 沉积物中TP含量在2338.63-2954.98 mg·kg-1, 平均为2671.37 mg·kg-1; 沉积物中各形态磷含量从高到低依次为: Fe-P>De-P>Ca-P> OP>Al-P>Oc-P>Ex-P, 分别占TP的53.9%、28.7%、8.8%、6.2%、1.2%、0.9%、0.3%; 生物有效磷含量为1583.59 mg·kg-1, 占TP的59.28%; 沉积物中TP与Fe-P极显著相关, Oc-P与Ca-P和OP与Ca-P均相关, 而TP与Ex-P、Al-P、Ca-P和OP相关性较差, 说明沉积物中TP含量主要来自于Fe-P。这一研究结果为揭示小型湖泊富营养化发生机制提供了数据及理论支撑。

磷形态; 沉积物; 分布特征; 相关性; 孔目湖

1 前言

磷是湖泊的限制性营养元素之一[1], 过剩的磷会导致水生生态系统初级生产力升高, 进而导致水体富营养化, 破坏湖泊水生生态系统平衡。磷通过一定的物化、生物作用积累在湖泊沉积物中, 沉积物逐渐成为营养盐的重要储存库[2-3]。在外源污染得到有效控制的同时, 内源磷释放成为主要的污染因子。当外界环境条件发生变化时, 通过再悬浮、吸附解吸、化学扩散及有机质降解等过程, 沉积物中的营养物质会再次释放到上覆水中[4-5]。而内源磷负荷主要来自沉积物的释放, 是浅水湖泊形成蓝藻水华的重要因素[6]。其沉积物中不同赋存形态的磷, 呈现不同的地球化学特征, 对磷在沉积物与上覆水界面的迁移转化过程中所起的作用也有所不同[7]。因此, 研究沉积物中磷的不同赋存形态及其分布特征不仅可以反映不同区域沉积物的释磷潜力, 还有助于认识湖泊沉积物磷的生物地球化学循环机制, 对湖泊富营养化的深入研究具有非常重要的意义。

当前, 国内外针对湖泊沉积物磷形态或分布特征主要集中在大型深水湖泊[8-15], 但针对城市小型浅水湖泊的研究则相对较少。城市小型浅水湖泊相对于深水湖泊来说沉积物磷的吸附、释放等地球化学特征更为复杂, 主要体现在水位浅、淤泥厚、相对封闭、易受人类活动影响等。其风浪作用干扰明显, 表层沉积物氧化更为充分, 单位体积水体与沉积物的接触机会更大, 沉积物与上覆水界面磷的交换也更为频繁[16]。因此, 对城市小型浅水湖泊的研究则更具有现实意义和研究价值。本文主要研究孔目湖沉积物磷的赋存形态、含量的变化规律, 并对沉积物不同赋存形态磷的空间分布特征及其相关性进行了分析, 以期了解近年来人为干扰活动对湖泊沉积物磷的累积效应和分布特征的影响, 进而为深入研究城市小型浅水湖泊富营养化内源磷释放机制及水环境修复提供参考依据和理论支撑。

2 材料与方法

2.1 样品采集

孔目湖(115°88′13.6″—115°88′54.9″E, 28°73′69.8″—28°74′41.7″N)是位于江西省南昌市华东交通大学南区的一个校内湖, 湖泊呈爪形, 其水面总面积约0.27 km2, 平均水深约1.2 m, 最深处达2 m, 是集景观、养殖于一体的封闭式城市小型浅水湖泊。由于大量的生活污水未经处理直排、上游水葫芦和鱼类等动植物残骸及常年的雨水径流等经过物化、生物作用后含有相当水平的磷元素进入湖中, 导致水体富营养化程度加剧, 虽然进行了清淤、修复等工程, 但水质依然没有得到改善, 湖内每年仍发生大量鱼类死亡现象, 水体颜色可见度高、有臭味, 严重影响人们的生活环境且加剧水环境的污染。

结合该湖泊地理位置、排污口具体位置信息及水生植物分布等, 并尽量避开水草茂盛、表层沉积物易受扰动的区域, 确定了9个采样点(如图1), 于2017年9月19日, 利用自制的柱状采样器采集厚度约为10—15 cm的9个沉积物柱状样品, 采样点特征如表1所示, 现场装入聚乙烯塑料袋后冷藏保存, 带回实验室保存在冰箱中冷冻干燥后备用。其中, 取表层0—2 cm沉积物样品进行磷赋存形态及其水平分布的研究。同时, 将L4、L5、L6三个点的沉积物柱状样品以2 cm为单位间隔分层, 用于磷赋存形态垂直分布的研究。

表1 采样点具体特征汇总

图1 沉积物采样点分布图

Figure 1 Sketch map of studied area and sampling points

2.2 研究方法

沉积物TP的测定采用高氯酸-硫酸酸溶-鉬锑抗比色法[17]; 沉积物各磷形态采取七步连续提取法[18]测定, 即: 易交换态磷(Ex-P)、铁磷(Fe-P)、铝磷(Al- P)、闭蓄态磷(Oc-P)、自生磷(De-P)、碎屑磷(Ca-P) 和有机磷(OP); 生物有效磷(BAP)的含量估算公式[19], 即: BAP=Ex-P+Fe-P+Al-P+0.6´OP。本研究采用SPSS20.0软件进行数据处理, 用Origin8.6软件绘制图形。

3 结果与分析

3.1 沉积物中磷赋存形态的水平分布

3.1.1 总磷及不同形态磷的水平分布

各采样点表层沉积物总磷及不同赋存形态磷的含量, 见图2。由图2可知, 各采样点TP的含量的高低排序为: L8>L2>L1>L5>L7>L3>L4>L6> L9。表层沉积物(0—2 cm)总磷含量范围为2338.63—2954.98 mg·kg-1, 平均含量为2671.37 mg·kg-1, 显著高于国内其他湖泊[20-22]。其中, 总磷含量最大值出现在L8监测点, 最小值出现在L9监测点, 主要原因一方面可能是在水力冲刷的作用下, 大量的外源磷涌入周边, 有的被湖中悬浮物吸附直接沉淀下来, 有的未能被水生植物来得及所吸收的磷吸附在沉积物表层, 导致L8监测点表层沉积物总磷的含量异常偏高, 与其他监测点总磷含量有所差异; 另一方面可能是该湖泊兼水产养殖功能, 因大量的投饵养殖, 使得饵料残渣和鱼类粪便直接或间接沉降到沉积物表层, 不同赋存形态的磷酸盐与碳酸钙形成共沉淀或被氧化铁胶体吸附[23], 导致湖泊水体磷污染严重, 进而使得该湖泊整体总磷含量较高。

从图2可以看出, 同一监测点不同形态磷Fe-P、De-P、Ca-P及OP的含量变化具有相同变化规律, 其含量大小均为Fe-P>De-P>Ca-P>OP; 不同监测点同一形态磷的含量变化存在一定差异性, Ex-P、Al-P、OP含量的最小值分别出现在L4和L9监测点, 而De-P、Ca-P含量的最大值出现在L7监测点, 这可能是由于沉积物中不同形态磷的释放能力不同, 在一定物理化学条件下, 不同形态磷之间可以相互转化, 导致各形态磷之间含量也有所差异。

同时, 由图2可知, 沉积物的各形态磷含量由高到低的排序为: Fe-P>De-P>Ca-P>OP>Al-P>Oc- P>Ex-P。通常, 生物有效性磷(BAP)是指能被藻类可直接利用的潜在活性磷, 包括沉积物直接或间接向上覆水水体释放的并参与上覆水水体中磷在循环的可直接吸收态的磷[19], 其中Ex-P、Al-P、Fe-P和部分OP都可以通过生物矿化作用间接转化为可供生物利用的无机形态磷。因此, 可利用公式估算生物有效磷(BAP)的含量: BAP=Ex-P+Fe-P+Al-P+0.6´OP。BAP的含量能真正反映沉积物污染状况及其内源释放能力的大小[24], 可通过生物或化学作用转化成活性磷被生物所利用或进入上覆水水体, 从而导致水体富营养化。分析可知, 该湖泊BAP含量范围为1188.16—1899.84 mg·kg-1, 平均含量为1583.59 mg·kg-1, 平均比重占TP的59.28%, 与广州流花湖(58.57%)[25]生物有效磷占TP比重相似, 比湖北喻家湖(32.42%)[22]、南京玄武湖(36.2%)[26]略高。由此可知, 该湖泊过高的生物有效磷含量, 反映了沉积物污染较为严重, 其释放风险也较大, 不但加剧了水体富营养化, 同时也加大了该湖泊富营养化控制的难度。

Ex-P易通过解吸作用被水生植物直接吸收利用, 是造成水体富营养化的重要形态磷。温度、pH、溶解氧(DO)及扰动等环境因子改变都可能导致Ex-P向上覆水体扩散, 从而影响湖泊水体的营养状况[27]。总体上, 9个采样点Ex-P含量都相对较少, 其含量占TP比重不到0.5%, 但在沉积物内源磷的释放时, 该部分磷会首先得到释放, 因而不容忽视。沉积物中Al-P含量一般处于较低水平, 其分布与酸碱度、沉积物粒度、黏度和形成时间等有关[28]。在过酸或过碱的条件下, 都会加速其溶解。其含量最高点出现在L4监测点, 最低点出现在L1监测点, 平均含量为32.11 mg·kg-1, 所占TP的比为1%—1.4%, 表明该湖泊沉积物中Al-P含量整体水平较低。Fe-P同Al-P一样, 通常被认为是生物可利用性磷, 其含量与外源磷输入有关, 主要来源于生活污水、工业废水和部分农业面源流失的磷[29]。Fe-P的含量范围在1012.15—1753.27 mg·kg-1之间, 所占TP的比为43.3%—58.5%, 其主要磷形态为Fe-P, 远高于其他形态磷的含量, 与宋鹏鹏等[30]的研究结果相反, 这可能与沉积物特性、环境条件等有关, 反映了不同区域、不同水生态系统其沉积物Fe-P含量的差异性较为明显。

图2 各采样点表层沉积物中不同磷形态的含量

Figure 2 Concentrations of different phosphorus forms for different sampling points in surface sediments

Oc-P主要来自铁铝氧化物覆盖的结合态磷及自然岩石状态磷[31], 具有稳定、不易释放等特点。Oc-P的形成与沉积物的物理化学风化强度有关, 其地质意义明显, 但很难被生物所利用[32]。该湖泊沉积物中Oc-P含量范围为18.38—30.22 mg·kg-1, 平均含量为24.56 mg·kg-1, 其含量高于Ex-P含量, 仅次于Al-P含量。同样, De-P和Ca-P也较难被分解, 属于较稳定态磷。De-P是一种生物作用而沉积的颗粒态磷, 主要来源于沉积物中动植物死亡残体引入的钙磷, 一般难以被生物所利用[32]。De-P含量具体表现为689.41—878.50 mg·kg-1, 平均含量为764.18 mg·kg-1,其含量仅次于Fe-P。这可能与该湖泊长期养鱼有关, 由于水质恶化, 水中溶解氧降低, 死鱼事件频发, 大量死鱼残体留在湖中, 从而导致湖泊De-P的含量偏高。Ca-P主要包含于沉积物中的原生矿物颗粒中的部分钙磷, 其来源于各种难溶性的磷酸钙矿物, 稳定性高, 在非强烈的还原条件下很难释放, 难以被生物利用。其含量与温度、水动力条件、微生物活性及酸碱性等因素密切相关[33]。研究表明, 人为排放的生活污水会导致上覆水水体较高浓度的Ca2+和溶解性磷酸盐形成难溶性的钙磷酸盐沉淀, 在该湖泊的Ca-P平均含量为233.97 mg·kg-1, 比De-P含量较低, 表明生活污水是导致该湖泊水体富营养化的重要来源之一[34]。

OP的含量与沉积物沉积特性、外源输入、早期成岩过程、生物作用及有机质等因素有关[16]。从图2中可以看出, 该城市浅水湖泊沉积物OP的含量相对较低, 其范围为109.81—224.30 mg·kg-1, 平均含量为162.67 mg·kg-1, 由于浮游动植物、微生物在新陈代谢过程中产生的磷酸酶的生物作用, 在其催化水解下, OP可以转化其他可被生物所利用的形态磷, 具体表现为沉积物中OP的含量偏低, 向上覆水释放的磷含量偏高, 从而导致湖泊富营养化的历程加快。

3.1.2 各形态磷平均值所占TP的百分比

由图3可知, 无机磷中易交换态磷(Ex-P)平均含量为8.21 mg·kg-1, 占TP的0.3%。铁结合态磷(Fe-P)含量最高, 范围在1012.15—1753.27 mg·kg-1, 且L8采样点含量最高, 平均含量为1445.46 mg·kg-1, 占TP的53.9%。铝结合态磷(Al-P)含量很低, 平均值为32.11 mg·kg-1, 占TP的1.2%。闭蓄态磷(Oc-P)含量较低, 平均含量为24.56 mg·kg-1, 占TP的0.9%。自生钙磷(Ca-P)含量平均值为233.97 mg·kg-1, 占TP的8.8%。碎屑态磷(De-P)含量较高, 仅次于Fe-P, 平均值为764.18 mg·kg-1, 占TP的28.7%。有机磷(OP)平均含量为162.67 mg·kg-1, 占TP的6.2%, 较Ex- P、Oc-P及Al-P平均含量所占TP的比重多。

图3 各监测点不同形态磷平均值所占TP的百分比

Figure 3 The percentage of TP with different forms of phosphorus in different monitoring sites

该浅水湖泊各采样点不同形态磷含量差异性较大, 说明外源磷输入对湖泊不同区域的影响程度不同。由图3可知, 各形态磷所占TP比的高低排序为:Fe-P>De-P>Ca-P>OP>Al-P>Oc-P>Ex-P。沉积物不同赋存形态磷的含量反映了沉积物磷的释放潜能和湖泊受污染程度, 其中Fe-P的占比在50%以上, 说明该湖泊受生活源的影响明显, 其污染较为严重。由于Fe-P的迁移转化可以在短时间内使上覆水水体磷的形成快速循环[35], 其含量表明该湖泊沉积物Fe-P的释放潜能很大, 对水体富营养化作用贡献也较大。

3.2 沉积物中磷赋存形态的垂直分布

3.2.1 总磷及不同形态磷的垂向分布

因篇幅及工作量限制, 以下选三个点分析垂直分布, 如图4。三个监测点的柱状沉积物TP平均浓度分别为2738.18 mg·kg-1、2596.24 mg·kg-1和2519.08 mg·kg-1(L4>L5>L6)。L4、L5、L6 三个监测点柱状沉积物总磷的含量从下到上变化范围分别为2564.19—3210.69 mg·kg-1、2337.24—3016.71 mg·kg-1及2333.81—2657.28 mg·kg-1。由图4可知, L4、L5、L6三个监测点沉积物TP都随深度的增加而减少。在7 cm以下的TP浓度变化不大, 其TP平均含量下降缓慢。表层含量明显高于底部含量, 具体表现为“表层富积现象”, 这种分布特征说明近年来该湖泊沉积物的TP含量有明显增加的趋势, 可能是大量的外源含磷物质输入并转移到沉积物表层[36]; 也可能是沉积物中磷的地球生物化学作用而向表层迁移所导致的[37]。

由图4可以看出, 该湖泊柱状沉积物各形态磷中Ex-P在TP中所占比例最小, 在垂直分布上变化相对较稳定, 整体呈现下降趋势, 这可能与表层沉积物中有机质矿化作用和微生物分解作用等有关[36], 表层沉积物向上覆水中释放较多的正磷酸盐, 而为了维持沉积物与上覆水间的磷平衡状态, 较多的溶解性磷酸盐会被沉积物吸附成为颗粒态磷酸盐, 因此表层沉积物Ex-P的含量较高。随着深度的增加, 环境条件处于相对还原状态, 更有助于解吸磷, 因此随着深度的增加, Ex-P的含量呈现逐级递减趋势。

Fe-P相对含量是最多的, 所占比例也是最大的, 同时也是被认为可被生物所利用的一种形态磷, 在一定的条件下易释放到水体中。由图4可以看出, L4、L5监测点沉积物Fe-P含量在垂直方向表现为随着深度的增加先减少后增加而后再减少, L6监测点沉积物Fe-P含量在垂直方向则表现为随着深度的增加而一直减少, L4、L5、L6三个监测点沉积物Fe-P总体上呈现随着深度的增加而减少趋势。可能是随着深度的增加, 溶解氧不断降低, 环境条件变得相对还原, 沉积物Fe-P易被释放进入上覆水中, 但在氧化还原电位相对较高的环境条件下, 溶解性正磷酸盐重新被Fe3+捕获再次形成铁磷矿物而沉淀下来, 表层氧化层的存在抑制了磷酸盐的迁移, 导致沉积物表层的Fe-P的富集[38]; 也可能是随着深度的增加, 非矿物晶型逐渐变得有序化, 铁氧化物矿物和氢氧化物矿物与磷酸盐的结合能力也相对变弱[39]。Al-P垂直分布规律呈现与Fe-P相类似的规律, 但其含量相对来说较低, 所以对该湖泊富营养化的贡献不大。

图4 L4、L5、L6三点沉积物中总磷及不同赋存形态磷的垂直分布

Figure 4 Vertical distribution of total phosphorus and different species of phosphorus in three sediments of L4, L5 and L6

Oc-P相对Ex-P含量较多, 但L5、L6监测点Oc-P含量其垂直分布是随着深度的增加先减少后增加, L4监测点Oc-P含量其垂直分布是随着深度的增加先增加后减少, 由于Oc-P主要来自铁铝氧化物覆盖的结合态磷及自然岩石状态磷[31], 属于比较稳定态的磷, 在强还原条件下很难释放出来, 说明L5、L6监测点沉积物中氧化物随着深度的增加而减少, L4监测点沉积物中氧化物随着深度的增加而增加。同样, De-P和Ca-P也属于相对稳定态磷, 但其垂直分布规律与Oc-P不同, L4、L5监测点沉积物De-P含量的垂直分布随着深度的增加先减少后增加, L6监测点沉积物De-P含量的垂直分布随着深度的增加变化规律不明显, 这主要是因为De-P是一种生物作用而沉积的颗粒态磷, L4、L5监测点位于该湖泊主体部分和排污口周边, 其水产养殖中鱼类、螺类和上游种植大量的水葫芦等动植物残骸通过物化作用沉淀在沉积物中并不断积累所导致的。而三个采样点Ca-P含量随着深度的增加变化规律不明显, 这可能与微生物活性及酸碱性的不同有关[33]。L4、L5、L6监测点沉积物OP含量都表现为随着深度的增加而减少, 可能与微生物的活性及沉积物沉积特性等有关[16]。

3.2.2 不同形态磷的垂向分布平均值所占TP的百分比

从图5中可以看出, 在L4监测点7种不同形态磷占TP的比例为: Fe-P>De-P>Ca-P>OP>Oc-P>Al- P>Ex-P,其中Fe-P平均值所占比例为55.1%, 随着深度的增加所占比例逐渐减小, 在7 cm以下变化不大; 其次De-P平均值所占比例为26.65%, 并随着深度的增加所占比例也是逐渐减小, Oc-P随着深度的增加所占比例是先减小后增大, 其Oc-P平均值所占比例为1.24%; Ex-P、Ca-P、OP及Al-P平均值所占比例不超过10%。

由图5可知, L5监测点沉积物在不同深度不同形态磷所占TP的百分比为: Fe-P>De-P>Ca-P>OP> Al-P>Oc-P>Ex-P, 其中Ca-P和OP比例相当, 所占比例分别为8.99%和8.19%, 都是随着深度的增加而减小的趋势; Fe-P所占比例为55.69%, 且随着深度的增加变化不大, 其次是Oc-P, 其所占比例为0.91%, 随着深度的增加所占比例是先减小后增加, 在9 cm后达到最大; 之后是De-P, 所占比例为25%, 整体趋势是随着深度的增加而先增大后减小; Al-P所占比例为1.02%, 随着深度的增加所占比例逐级递减; Ex-P所占比例最小, 仅有0.21%。

L6监测点不同形态磷所占TP的比例为: Fe-P>De-P>OP>Ca-P>Oc-P>Al-P>Ex-P, 相比L4、L5监测点, 相同深度下L6所占比例变化最大。Fe-P所占比例最高, 其所占比例为47%, 且所占比例随着深度的增加逐级递减; De-P所占比例为27.93%, 随着深度的增加所占比例逐渐减小; OP所占比例为13.57%, 随着深度的增加所占比例变化不明显; Ca-P所占比例为8.81%, 随着深度的增加所占比例变化不大, 7 cm之后比较稳定; Oc-P和Al-P所占比例相当, 分别为1.24%和1.15%, 都是随着深度的增加而减小; Ex-P所占比例为0.3%。

通过以上沉积物不同赋存形态磷的垂直分布状况分析可以得出, 其一方面受人工干扰的影响较大, 其主要因素为大量外源磷的输入; 另一方面可能与沉积物的特性也有关, 沉积物颗粒越细, 对上覆水磷的吸附能力越强, 表层沉积物磷的含量也越高[40]。

3.3 表层沉积物总磷及不同赋存形态磷之间的相关性分析

通过表2表层沉积物总磷及不同赋存形态磷之间的Pearson相关性分析可得, 沉积物中的TP含量与Fe-P含量间呈显著正相关(R=0.939,<0.01), Ex-P含量与Fe-P含量间呈明显正相关(R=0.486,<0.05), Ca-P含量与Oc-P含量间呈显著正相关(R= 0.627,<0.05), Ca-P含量与Fe-P含量间呈显著负相关(R= –0.507,<0.05), 而TP含量与Ex-P含量、Al-P含量、Ca-P含量及OP含量间的相关性不大, 表明沉积物中TP的富集主要来自于Fe-P含量的增长, Ex-P、Al-P、Ca-P及OP在迁移转化过程中对TP的影响不明显, Ex-P与Fe-P、Ca-P与Oc-P呈良好的趋同性, 而Ca-P与Fe-P可能不同源或彼此具有拮抗性。同时也可得出, 沉积物中OP含量与Ca-P含量间呈显著正相关(R=0.599,<0.05), OP含量与Oc-P含量间呈明显负相关(R=-0.527,<0.05), 由于OP是部分生物可利用磷, 主要来源于农业面源污染[41], 而Ca-P主要来源于各种难溶性的磷酸钙矿物, 难以被生物所利用, 表明该湖泊沉积物中OP的来源有一定的差异性。

图5 L4、L5、L6三点不同形态磷的垂向分布所占TP的百分比

Figure 5 Three different forms of phosphorus vertical distribution of the percentage of TP at L4, L5, L6

表2 表层沉积物总磷及不同赋存形态磷之间的Pearson相关性(n=9)

注: *表示<0.05; **表示<0.01。

4 结论

(1)孔目湖沉积物中TP含量为2338.63—2954.98 mg·kg-1, 各采样点TP的含量的高低排序为: L8>L2>L1>L5>L7>L3>L4>L6>L9。

(2)孔目湖沉积物磷的赋存形态的水平分布特征表明, 同一监测点不同形态磷Fe-P、De-P、Ca-P及OP的含量变化具有相同变化规律, 其含量大小均为Fe-P>De-P>Ca-P>OP; 不同监测点同一形态磷的含量变化存在一定差异性。

(3)孔目湖沉积物磷的赋存形态的垂直分布特征表明, 沉积物磷呈现的表层富集现象揭示了内源污染较严重, 其一方面受人工干扰的影响较大, 其主要因素为大量外源磷的输入; 另一方面可能与沉积物的特性也有关。

(4)通过相关性分析得知, 沉积物中的TP含量与Fe-P含量间呈显著正相关, 表明沉积物中TP的富集主要来自于Fe-P含量的增长。

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Fractions and correlation analysis of phosphorus in sediments of a small shallow lake

XIANG Sulin, LI Songgui*, ZHANG Xu, FU Chenggang, WU Bei

School of Civil Engineering and Architecture, East China Jiao Tong University, Nanchang 330013, China

Taking the sediment in Kongmu Lake as the research object, the seven-step continuous extraction method was used to determine the different forms of phosphorus in the sediment. The distributions of all phosphorus forms were investigated, and their correlations were analyzed. The results showed that the internal phosphorus loading accounted for a considerable proportion in this lake, resulting in a serious phosphorus pollution. The contents of total phosphorus (TP) in the sediments ranged from 2338.63 to 2954.98 mg·kg-1with an average of 2671.37 mg·kg-1. The order of different form phosphorus contents in the sediments was Fe-P>De-P>Ca-P>OP>Al-P>Oc-P>Ex-P. Their proportions were 53.9%, 28.7%, 8.8%, 6.2%, 1.2%, 0.9% and 0.3% of TP, respectively. The content of bio-available phosphorus was 1583.59 mg·kg-1, which accounted for 59.28% of TP. There was an extremely significant correlation between TP and Fe-P. Also, both Oc-P and OP demonstrated a correlation with Ca-P. In addition, a weak correlation could be inferred between the TP and Ex-P, Al-P, Ca-P and OP. These results indicate that the TP content in sediments is mainly from Fe-P. This study provides data and theoretical support for revealing the mechanism of lake- eutrophication in this city.

phosphorus forms; sediments; distribution characteristics; correlation; Kongmu Lake

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.005

X703.1

A

1008-8873(2019)01-033-09

2017-12-27;

2018-03-04

江西省教育厅科技项目(GJJ150540); 江西省自然科学基金(20114BAB213020)联合资助

向速林(1978—), 男, 江西抚州人, 博士, 副教授, 主要从事水资源与环境研究, E-mail: slxiang2001@163.com

李松贵(1991—), 男，硕士生, 主要从事水资源与环境研究, Email: 120759839@qq.com

向速林, 李松贵, 张旭,等. 小型浅水湖泊沉积物磷的赋存形态及其相关性分析[J]. 生态科学, 2019, 38(1): 33-41.

XIANG Sulin, LI Songgui, ZHANG Xu, et al. Fractions and correlation analysis of phosphorusin sediments of a small shallow lake[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 33-41.