黄河三角洲湿地表层土壤磷形态分布特征

2016年10月采集了黄河三角洲典型湿地的表层土壤,并采用SMT(standard measurements testing program)法分别提取了土壤中的TP (total phosphorus)、IP (inorganic phosphorus)、OP(organic phosphorus)、Fe/Al-P (Fe/Al-bound phosphorus)以及Ca-P (Ca-bound phosphorus)．结果表明,土壤中TP的平均质量分数为581.02 mg·kg?1,高于第2次全国土壤普查中土壤TP的平均质量分数．各形态磷质量分数分布从大到小依次为IP、Ca-P、OP、Fe/Al-P,IP约占TP总量的86.98%,是黄河三角洲含量最高的磷形态,而Ca-P则是IP的主要组分,约占IP的85.30%．各形态磷含量在黄河三角洲的分布具有较高的空间异质性,特别是OP和Fe/Al-P,变异系数分别达到了40.20%、39.41%．总的来说,距离黄河比较近的样点土壤中TP和IP含量都较低,有植被分布样点的土壤中OP含量较高．相关性研究表明,TP、IP均与土壤含水量呈现显著的负相关关系,OP与土壤碳质量分数(w(C)/w(P)、w(TOC)、w(TIC))呈现显著的正相关关系,Fe/Al-P和地形因子SOS呈现显著的正相关关系．主成分分析(PCA)也表明IP更容易受到湿地理化性质的影响,而OP和湿地土壤营养水平有很大关系．      

低分子有机酸对林地土壤磷释放及活化影响

为了解林地土壤中闭蓄态磷转化为有效磷的转化效率,以淮河流域固始县意杨林灰潮土为例,开展了在不同低分子有机酸、酸浓度及反应时间下灰潮土壤总磷(total phosphorus, TP)的释放及各形态磷,包括TP、无机磷(inorganic phosphorus, IP)、有机磷(organic phosphorus, OP)、Fe/Al-P和Ca-P的活化影响实验。结果表明：苹果酸、柠檬酸及草酸对土壤TP释放率分别增长了180%、161%和217%。苹果酸和柠檬酸对土壤TP的平均活化率均在164%以上,而草酸则在中浓度时才表现出活化作用。3种低分子有机酸均能有效促进灰潮土磷的释放与活化,且释放作用和有机酸种类、浓度及实验处理时间密切相关,活化作用也与酸种类和酸浓度相关性显著,研究结果为磷肥的合理施用和土壤有效磷的提升提供科学依据。     

西居延海（黑风口地区）不同粒径颗粒物中磷的化学形态分析

采用改进的化学连续提取法对黑风口地区颗粒物中磷的各种化学形态进行测定,并对颗粒物进行分级形态研究.结果表明: 黑风口颗粒物中的总磷含量(TP)为828.48～1915.38μg/g,不同位置的沙在组成、结构、磷结合性和容量方面有很大不同,其主要成分是钙磷(Ca-P),有机磷(Org-P)次之; 在不同粒度的颗粒物中,Ca-P的含量最高,占TP的81.42%～93.65%,其次是有机磷,占TP的2.92%～9.29%,其他形态磷含量的高低顺序为铝结合态磷(Al-P)＞可交换磷(Ex-P)＞铁结合态磷(Fe-P)＞闭蓄态磷(Obs-P); 在所取沙漠颗粒物中,TP、Ca-P、Org-P、Ex-P的含量都随颗粒物目数的增大而增大,而Obs-P、Fe-P的含量随颗粒物目数的增大而减小.     

水坝拦截对新安江沉积物中磷、氮形态的影响

以新安江水库及其相关河段为研究对象, 对沿程上游河段、库区河段、中心库区及坝后河段沉积物中的磷、氮地球化学形态、含量及分布特征进行了研究. 结果表明: 受上游颗粒物的沉积作用和水产养殖的影响, 库区河段的总磷(total phosphorus, TP)、总氮(total nitrogen, TN)分别比上游河段增加了37.3%, 34.2%. 受到大坝的拦截作用, 库区和坝后河段中的磷、氮含量明显降低, 坝后沉积物中的TP, TN分别比坝前降低了39.5%, 74.1%. 在磷的各形态中,钙结合磷(Ca-P)(13.8%∽31.9%)和铁结合磷(Fe-P)(11.5%∽26.2%)在TP中所占比例仅次于有机磷(organic phosphorus, OP)(48%∽69%). 受水库蓄水顶托的作用, 大量沉积的有机磷逐渐矿化降解, 并向铁结合磷转化, 导致坝前、坝后沉积物中的磷形态组成发生了明显改变. 有机氮(organic nitrogen, ON)为TN的主要形态, 在上游河段中ON含量较低, 但在库区河段迅速升高, 而在下游河段迅速降低, 而氨氮(NH⁺₄ -N)含量变化较小. 研究结果表明, 水库对磷、氮具有明显的拦截效应, 并改变了营养元素之间的化学计量比.     

灌木柳对间歇性河流湿地污水中氮和磷的清除作用

【目的】研究灌木柳对流经间歇性河流湿地的富营养化水体中氮、磷的去除效应。【方法】人工模拟间歇性河流湿地,分别经历了长期积水(持续积水90 d)与涝旱交替(积水45 d后干旱45 d)这两种不同地表环境处理后,分两轮,每轮注入人工配制的富营养化污水72 h后,测定灌木柳对水体的净化效果。【结果】栽种灌木柳的实验组对全氮(TN)、全磷(TP)的去除率均超过80%,对NH⁺₄-N、PO^3-₄-P的去除率均超过90%,高于对应的无灌木柳空白对照组; 栽种灌木柳的两个实验组之间对水体的净化能力无显著区别(P>0.05); 从净化时效看,灌木柳组对富营养水体中污染物的累积去除率随净化时间增长而升高,而净化效率则逐日降低,单天去除量在每轮的第3天降到最低; 长期积水处理后,灌木柳组前后两轮对TP、TN的去除率无显著差异(P>0.05); 在涝旱处理后,灌木柳组对前后两轮污水中TP和PO^3-₄-P的去除能力也无显著差异(P>0.05)。【结论】灌木柳能够在3 d内有效降低水体中的氮磷含量,适用于间歇性河流湿地的水体净化。     

秸秆还田方式对棕壤性状和磷组分的影响

为遏制棕壤沙化,提升棕壤质量,实现秸秆循环利用,选择辽宁地区典型沙化棕壤实施秸秆粉碎还田、生物炭还田、牛粪还田,以探究这3种秸秆还田方式对棕壤性状和磷组分的影响。结果表明,秸秆粉碎还田和牛粪还田后土壤容重显著减小,生物炭还田后土壤pH显著降低,牛粪还田能显著增加土壤水分含量和中性磷酸酶活性（soil neutral phosphatase activity,SNP）。秸秆粉碎还田对土壤磷组分影响不显著,生物炭还田使土壤总磷（total phosphorus,TP）和微生物生物量磷（microbial biomass phosphorus,MBP）分别显著增加了23%和50%,牛粪还田使土壤TP、有效磷（available phosphorus,AP）和MBP分别显著增加了31%,98%和57%。土壤AP与TP,MBP线性正相关,MBP与TP线性正相关。土壤水分含量和pH与磷组分相关关系显著。秸秆还田方式对土壤TP的方差解释量最大,土壤水分含量对AP的方差解释量最大,而土壤pH对MBP的方差解释量最大。牛粪和生物炭还田是短期内改善土质和增加土壤磷肥力的有效手段,而秸秆粉碎还田则可能是长期...     

3种低分子质量有机酸对温带典型林型土壤无机磷组分的影响

【目的】为了使土壤中潜在的无机磷转化为可供植物吸收利用的有效磷,探讨3种低分子质量有机酸对温带典型林型土壤无机磷组分的影响,旨在为温带退化森林生态系统的恢复与重建,以及土壤磷利用率的提高提供基础数据和科学依据。【方法】笔者对温带典型林型土壤采用室内培养法培养120 d,研究了不同浓度(10、25、50 和100 mmol/L)草酸、柠檬酸和乙酸及其对照(CK,蒸馏水)对4种温带典型林型(枫桦红松混交林、白桦天然次生林、红松人工林和落叶松人工林)0～10 cm土层土壤无机磷(Al-P、Fe-P、O-P、Ca-P)含量的影响。【结果】3种低分子质量有机酸均对红松及落叶松人工林内Al-P、Fe-P起活化作用,对O-P、Ca-P起固化作用,3种酸的影响效果为草酸>柠檬酸>乙酸。柠檬酸、草酸使白桦天然次生林O-P含量减少,使其转化为其他形态无机磷。整体来说,低分子质量有机酸处理4种林型土壤后,无机磷向有效性高的Al-P、Fe-P形态转化,从而提高了土壤供磷能力。低分子质量有机酸对土壤无机磷组分变化影响显著(P<0.05),中低浓度有机酸对Al-P、Fe-P、O-P变化影响较大,高浓度有机酸对Ca-P变化影响明显。处理时间对无机磷变化量影响显著(P<0.05),处理时间延长整体使4种林型中Al-P、Fe-P受到的影响加强,O-P、Ca-P受到的影响减弱。各因素对4种林型有显著的交互作用(P<0.05)。土壤中无机磷组分含量变化与无机磷形态、有机酸的种类、培养时间、酸浓度变化及林型等因素均相关。【结论】有机酸对土壤磷的活化是一个既缓慢又持续的综合动态过程,低分子质量有机酸可以通过影响土壤中无机磷的组分,促进难溶性磷酸盐溶解,从而提高土壤磷的有效性。此次研究表明,草酸、柠檬酸、乙酸对4种温带典型林型土壤无机磷组分有一定影响,可以提高土壤无机磷组分的利用率。     

浙江近岸海域表层沉积物中磷的存在形态及其分布特征

运用SEDEX方法分析了浙江近岸海域表层沉积物中总磷(TP)及磷在各提取相的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中TP含量为432.2～846.1 mg/kg,平均为(533.2±90.1) mg/kg;弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机磷(OP)平均含量分别为6.2,93.2,12.4,295.0和66.5 mg/kg,分别占TP的1.2％,17.7％,2.4％,56.7％,和12.7％.沉积物的Ads-P、Ca-P和OP与其粒度和有机碳含量呈显著正相关,De-P则呈负相关.各站位沉积物中磷在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物粒径及沉积海域的水动力条件等因素有关.     

天津于桥水库上游河流表层沉积物不同形态磷的空间分布

为了解天津于桥水库上游河流表层沉积物中磷形态的空间分布规律,采用SMT法对于桥水库上游流域33个样点的河流表层沉积物中不同形态的磷进行连续分级提取和空间统计分析,探讨沉积物中各形态磷的空间聚集特征及其与土地利用的关系.结果表明:(1)于桥水库上游流域河流表层沉积物中,总磷(TP)含量为425.94~3412.96 mg/kg,TP中各形态磷含量的顺序为:钙磷(Ca-P)有机磷(OP)铁铝磷(Fe/Al-P).OP和Fe/Al-P在各样点间的含量差异较大,其变异系数分别为71.92%和100.48%.(2)全局自相关分析发现,5种形态的磷中,只有OP和Fe/Al-P在空间分布上存在聚集模式,其对应的Moran′I指数分别为0.27和0.19;自相关分析结果表明,OP和Fe/Al-P热点区域均位于流域中下游村镇,冷点区域在流域上游山区.(3)相关性分析结果表明,TP、无机磷和Ca-P主要存在于粗颗粒沉积物中,含量与砂的质量分数均呈显著正相关;Fe/Al-P和OP含量均与村镇分布和不透水面指数呈显著正相关,与林地和高程呈显著负相关.     

玉米不同种植年限对土壤磷库及含相关功能基因微生物群落的影响

研究了沙质草地开垦后,玉米不同种植年限下土壤磷库变化及磷循环的微生物过程。选取科尔沁地区沙质草地开垦后种植玉米不同年限(10yr,20yr和60yr)的土壤,探究了土壤磷形态变化规律及微生物的作用。结果表明：长期(60yr)种植玉米的土壤中速效磷(3.28mg·kg^-1)和全磷(0.34g·kg^-1)含量较10yr分别显著提高至7.81 mg·kg^-1及0.56g·kg^-1(P<0.05);活性磷和中等活性磷含量呈先上升后下降趋势,稳态磷含量持续上升。另外,种植玉米60yr土壤较10yr降低了丛枝菌根真菌的丰度;土壤碱性磷酸酶活性显著增加(P<0.05)。高通量测序结果表明：种植玉米60yr后,土壤中含phoD基因细菌的多样性显著下降,群落结构发生明显改变。土壤pH值、全碳和全氮与含phoD基因细菌群落的变化显著相关,这表明长期种植玉米造成土壤碳、氮及pH值的改变影响了土壤磷循环过程。     

大型水生植物对湖泊沉积物中不同形态磷迁移转化影响研究

以骆马湖为研究对象,研究了大型水生植物对湖泊各层沉积物中不同形态磷的迁移转化规律.研究结果表明:湖泊沉积物中不同形态磷的迁移转化与大型水生植物有密切关系,大型水生植物对沉积物中TP浓度变化有显著影响,影响程度为上层>下层>中层;在沉积物无机形态磷的迁移转化过程中,植物区各层沉积物中Fe-P浓度变化较大,均呈下降趋势,下降幅度大小顺序为上层>下层>中层;植物区中、下层沉积物中Ca-P浓度呈先升后降趋势,上层呈先降后升趋势;大型水生植物主要通过吸收作用和改变微环境作用影响各层沉积物中不同形态无机磷的迁移转化,对Fe-P,Ca-P有显著影响,对Al-P,O-P的影响不显著.     

水体沉积物中磷分级及其影响因素——以Hupfer方法为例

根据Hupfer方法可将沉积物中磷形态划分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、铁磷(Fe-P, BD-P)、铝磷(Al-P, NaOH-P)、钙磷(Ca-P, HCl-P)和残渣态磷.本文通过数据提取和分析,发现全磷(TP)与以上各部分磷之间存在极显著的相关性(P<0.001),其中, TP与NH4Cl-P、BD-P和HCl-P之间的关系符合一元二次方程,与其他组分的关系符合线性关系.进一步分析表明:沉积物自身磷质量分数、外源磷负荷、悬浮条件和氧化还原电位是影响磷形态分级和生物有效性的主要因素,并就湖泊中磷的形态分级和转化进行了探讨,为今后评价磷的内源循环提供理论参考.     

两种水稻土磷素渗漏流失及其与Olsen磷的关系

采用田间试验的方法,研究了太湖地区两种水稻土(爽水型水稻土和囊水型水稻土)稻季磷素向下渗漏流失情况及其与土壤Olsen-P浓度的关系.结果表明:在每季度30 kg/hm2常规施磷处理水平下,两种水稻土土壤渗漏水的溶解态磷(Dissolved P,简称DP)平均浓度均远超过了水体富营养化的阈值(0.02 mg/L).施磷处理能显著增加30 cm深度渗漏水磷浓度.土壤磷素渗漏迁移流失的主要形态是颗粒态磷(Particulate P,简称PP).爽水型水稻土和囊水型水稻土各处理土壤渗漏水PP/TP的平均值分别为70.9%和67.0%.囊水型水稻土稻季的磷素渗漏流失量约为每季度469.7 g/hm2大干安镇爽水型水稻土378.5 g/hm2.爽水型水稻土和囊水型水稻土土壤渗漏水中磷浓度各存在一个突变点(Change-point),两者分别为33.0 mg/kg和26.3 mg/kg.即当爽水型水稻土和囊水型水稻土土壤(0～10 cm)中的Olsen-P浓度分别大干33.0 mg/kg和26.3 mg/kg时,土壤30 cm深度的渗漏水磷浓度将随着Olsen-P浓度的增加迅速增大.两种水稻土突变点的差异可能与它们的有机质和黏粒含量不同有关.     

底栖藻类——苦草对猪粪废水中磷的滞留作用研究

为研究底栖藻类与沉水植物(苦草)培养系统对猪粪废水中磷的滞留作用和磷的赋存形态,并评价该体系在控制富营养化和污水生物处理中的潜在应用价值,对不同浓度的猪粪废水进行了为期30 d的室内人工模拟试验,采用改良的淡水沉积物磷形态连续分离提取标准测量和测试方法(SMT法),测定了藻垫与苦草中总磷和所滞留磷的不同形态.结果表明:单独培养的底栖藻类与苦草均对磷具有较强的滞留作用,底栖藻类和苦草混合培养对磷的滞留作用均增强,藻垫对高浓度猪粪废水中磷的滞留能力要明显高于中浓度.藻垫与苦草所滞留的总磷的主要形态均为无机磷,分别占总磷的43%⁸9%和63%89%和63%⁹4%,其中铁磷占无机磷的34%94%,其中铁磷占无机磷的34%⁶4%和20%64%和20%⁹1%,钙磷占无机磷的17%91%,钙磷占无机磷的17%⁵8%和7%58%和7%⁷5%.     

巢湖城市内河沉积物不同形态磷空间分布特征

对巢湖市城市内河的表层沉积物及柱状沉积物进行了采样,并采用修正后的标准测试程序( SMT)测定了其中的总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P),分析了各形态磷之间以及与沉积物有机质之间的相关性.结果表明,表层沉积物TP的质量分数在832.09～2 572.41 mg·kg-1之间,其中以Fe/Al-P为主,占总磷的比例为42.0％～62.3％.采样点各形态磷随深度的增加总体呈现先升高后下降的趋势,但不同采样点出现峰值的深度有所不同,这种空间分布特征能够较好反映周边环境现状和入河污染负荷的变化.不同深度沉积物中各形态磷之间存在极显著的相关性(概率水平P＜0.01),各形态磷与有机质也存在极其显著的正相关.     

施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO^3-₄)及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%; 随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO^3-₄的淋失量反而增加,TN、NO^-₃-N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH⁺₄-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

不同施磷水平对蔬菜地磷素淋失的影响研究

通过土柱淋溶模拟实验研究不同施磷水平对磷素淋失的影响.结果表明,随着施磷量的增加,淋洗液TP、DTP浓度和累积淋失量均呈递增趋势,各时间段测定的TP、DTP浓度均与施磷量呈极显著的正相关(r值范围0.848**-0.995**),TP、DTP的累积淋失量与施P量之间亦呈极显著的正相关(r分别为0.963**和0.962**),施磷提高了各土层土壤的Olsen-P含量,说明增施磷肥是导致地下水磷污染的重要原因.     

武汉小南湖沉积物中不同形态磷的空间分布特征

研究了城市富营养化湖泊小南湖沉积物中不同赋存形态磷的水平空间变化和垂直方向分布。研究表明小南湖沉积物属于重度富营养状态,全湖区表层(0~20 cm)沉积物总磷(TP)的平均含量高达3.29 g/kg,其中位于污水处理厂附近的3#点ω(TP)高达6.42 g/kg,且表现出明显的表层富集现象。采用SMT法分析了沉积物中磷的赋存形态,其中无机磷(IP)是主要组成形式,含量为0.15~2.85 g/kg,约占ω(TP)的70%。受氧化还原条件影响,ω(IP)/ω(TP)的比例随着沉积物深度增加而减少。金属结合态磷以铁铝结合态(Fe/Al-P)为主,其含量在0.21~3.47 g/kg,而钙磷含量为0.09~1.42 g/kg,铁铝结合态磷的含量占总磷比例的60%以上。沉积物中的磷是主要的内源磷负荷,而无机磷是沉积物中可直接利用的磷形态,Fe/Al-P也是生物利用性较高的磷形态。小南湖沉积物属于释放风险较大的內源磷负荷,在将来的湖泊治理过程中应考虑合适的方法处理。     

水库建设对河流沉积物磷形态分布的影响:以澜沧江、怒江为例

通过对已建水库河流的沉积物磷形态与未建水库河流进行对比,揭示建有水库河流与自然河流沉积物磷形态的差异,并分析其差异的原因.结果发现:怒江、澜沧江自然河段TP含量分别在510.68～624.61 mg·kg~(-1)、528.79～629.40 mg·kg~(-1)之间变化,澜沧江水库段383.50～1 044.13 mg·kg~(-1)之间变化.沉积物6种磷形态中,自然河道段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Res-P含量分别在0.87～5.02 mg·kg~(-1)、19.13～44.4 mg·kg~(-1)、8.81～33.97 mg·kg~(-1)、73.74～142.75 mg·kg~(-1)、325.22～493.51 mg·kg~(-1)、34.67～76.84 mg·kg~(-1)之间变化;而澜沧江水库段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Rest-P含量分别在0.72～4.41 mg·kg~(-1)、28.68～81.01 mg·kg~(-1)、11.52～377.03 mg·kg~(-1)、40.61～160.78 mg·kg~(-1)、46.91～349.83 mg·kg~(-1)、23.49～92.84 mg·kg~(-1)之间变化.与自然河道相比,水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,Ca-P(除坝下沉积物含较高外)在库区的含量下降.水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,其可能的原因是沉积物中的Ca-P释放产生的磷酸盐,较深部位沉积物层的铁磷矿物还原溶解释放溶解磷酸盐以及较小粒径的沉积物吸附水体中的磷酸盐与沉积物中铁铝的(氢)氧化物结合而沉积下来.     

长潭水库沉积物磷分布特征及污染成因分析

为揭示深水湖库沉积物磷的分布特征,运用沉积物磷形态标准分析法SMT,于2011年10月至2012年7月对长潭水库库区5个采样点沉积物中的TP和各形态磷含量进行了分析。结果表明:长潭水库沉积物处于还原状态,有利于Fe/Al-P的还原溶解,其中中下游还原性比上游强,夏季还原性最强。沉积物含水率和TOC质量比上游较低,中下游较高;春季和夏季沉积物中TOC质量比较高。长潭水库TP质量比平均值在0.56～0.79mg／g之间,其空间分布特征是中游较高,上游和下游较低。其中,Fe／Al-P在TP中占27％～48％,平均为41％,Ca-P在TP中占16％～25％,平均为19％,OP在TP中占35％～52％,平均为40％。可见,各形态磷中Fe／Al-P所占百分比最大,有利于水体中藻类吸收利用。长潭水库沉积物磷污染主要来源为上覆水体中磷的沉降。