深型水库沉积物-水界面磷释放时空特征与驱动机制：以丹江口水库为例

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：张潇月,刘杰,夏佩琦,唐文忠,习刚正,付婷,王超,张洪

单位：中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室, 环境水质学重点实验室, 北京 100085,中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室, 环境水质学重点实验室, 北京 100085,中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室, 环境水质学重点实验室, 北京 100085,中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室, 环境水质学重点实验室, 北京 100085,中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049,长江水资源保护科学研究所, 武汉 430051,长江水资源保护科学研究所, 武汉 430051,长江水资源保护科学研究所, 武汉 430051,中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室, 环境水质学重点实验室, 北京 100085,中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049

摘要：沉积物磷释放是江河湖库富营养化的关键因子之一，其机制及调控是水体污染防控的关键. 因缺乏深型水库沉积物磷多时空尺度释放特征及其与浅型水库差异的系统性解析，以丹江口水库为对象，联合薄膜扩散梯度技术（DGT）与高分辨率渗析技术（HR-Peeper），结合季节性原位观测与文献综述分析，揭示了沉积物-水界面有效态磷（DGT-P）与溶解性磷酸盐（SRP）的时空分异规律及驱动机制. 结果表明，丹江口水库沉积物中ρ（DGT-P）和ρ（SRP）介于0.01~0.63 mg·L-1和0.01~0.72 mg·L-1，丰水期较枯水期增幅35%~210%，入库河口和下游深水区为热点区域，均值超过《地表水环境质量标准》湖库水质Ⅴ类标准的40%~70%，显著高于典型浅水湖库；垂向表层0~-20 mm波动最剧烈，变异系数达78%，呈“表层扩散活跃、中层富集显著、深层逐渐衰减”的特征；丰水期磷扩散通量[0.09 mg·（m2·d）-1]较枯水期高162%，可使沉积物由“磷汇”向“磷源”转变，保守估计磷释放对水体总磷负荷贡献率约为5%，但热点区域在丰水期贡献率可超过20%；深型水库磷释放主要由底层缺氧驱动的铁结合态磷还原溶解主导，而热分层强化了季节性差异，其通量及季节性响应通常高于浅型湖库. 研究揭示了深型水库内源磷释放的时空特征及机制，提出“空间分区-季节调控-形态靶向”的多维防控策略，可为同类水体水质管理提供科学依据.

关键词：深型水库,扩散通量,释放机制,内源贡献率,薄膜扩散梯度技术,高分辨率渗析技术,