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磷是藻类繁殖的重要限制性因子,水体磷负荷的增加将可能促使藻类爆发性生长,导致水体富营养化。水库反季节的淹水和落干(冬蓄夏泄)运行方式,在库区形成了规模巨大的消落带,三峡水库消落带是水域生态系统和岸上陆地生态系统的重要交错地带,也是库区径流的汇集地带,出露期径流水体中的磷可沉积或吸持进入消落带土壤,同时,人为利用也可带入消落带土壤大量磷素,而在随后的淹水期,消落带土壤受库水淹没、冲刷、淤积的影响,土壤理化性质会发生巨大变化,导致土壤磷向水体释放。因此,了解磷在消落带土壤中的迁移转化与释放特征,是库区水体富营养化控制的重要科学基础。本研究以库区消落带典型土壤(紫色潮土、灰棕紫泥和矿子黄泥)作为研究对象,通过室内模拟实验,探讨了外源磷在消落带土壤中的形态转化规律及淹水释放特征,为库区水体富营养化防治、保护库区水环境安全提供理论依据。主要研究结果如下：1、外源磷在土壤中的形态转化特征：(1)土壤添加外源磷培养后,不同土壤中各形态磷增加的趋势和幅度存在较大差异。在10～200 mg-kg-1外源磷添加量范围内,单位添磷量的有机磷(OP)增幅大小顺序为：紫色潮土>灰棕紫泥>矿子黄泥；无机磷(IP)增幅大小顺序为：灰棕紫泥>矿子黄泥>紫色潮土。紫色潮土Fe/Al-P含量随添磷量呈线性增加,而灰棕紫泥和矿子黄泥则呈抛物线型增加,Ca-P则均为线性增加,增幅大小顺序为矿子黄泥>灰棕紫泥>紫色潮土。(2)随添磷量的增加,土壤Olsen-P含量增加,在添磷量为20mg·kg-1处存在明显的突变跃迁点,当添磷量由20 mg·kg-1增加至50 mg·kg-1时,土壤Olsen-P迅速增加,而当添磷量>50 mg-kg1时,土壤Olsen-P基本保持不变,即在试验添磷量范围内,土壤Olsen-P存在极限阈值,紫色潮土和灰棕紫泥Olsen-P极限阈值分别为21.05mg·kg-1和58.68mg·kg-1,接近或高于土壤磷淋失突变点(25mg·kg1),淹水后对水环境安全存在较高的风险。土壤Olsen-P含量与磷素存在形态相关,三种土壤的Olsen-P含量与TP、OP、Fe/Al-P含量均呈显著正相关,而Ca-P含量仅在矿子黄泥上与Olsen-P存在极显著正相关。(3)三种土壤中,矿子黄泥的理论最大吸附容量(Qm)、磷缓冲容量(MBC)和反映亲和力高低的K值均最大,灰棕紫泥最小,且三者变化趋势同步,Qm和K与土壤有机质、有效磷和总磷均成负相关；磷吸附饱和度(DPS)则以灰棕紫泥最高,在1.20%～11.80%之间,矿子黄泥最低,在0.14%-1.09%之间,紫色潮土在0.41%-3.18%之间,均反映出灰棕紫泥的释放风险高于紫色潮土和矿子黄泥。2、土壤淹水和落干过程中土壤磷的迁移转化(1)土壤淹水向上覆水体释放磷的能力因土壤种类、磷负荷量不同而异。上覆水磷酸盐和TP浓度均随淹水时间的延长而增加,上覆水磷酸盐浓度呈指数增加,可用模型CRP<0.45=Ae BPi来描述,紫色潮土和灰棕紫泥在添磷量>50 mg.kg-1时,上覆水磷酸盐浓度变化较大,最大的是添磷量为200 mg.kg-1的灰棕紫泥(0.82mg.L-1)；矿子黄泥在添磷量>50 mg.kg-1时,在整个淹水期,水体中的磷酸盐浓度随淹水时间的增加几乎呈直线增加,最大的是添磷量为200 mg.kg-1时(0.15mg.L-1)；上覆水TP浓度关系可用直线方程CTp=a+bc描述,紫色潮土和灰棕紫泥在添磷量>50 mg.kg-1时,上覆水TP浓度变化较大,最大的是添磷量为200 mg.kg-1的灰棕紫泥(1.50mg.L-1)；矿子黄泥在试验外源磷范围内,淹水后21天内,上覆水TP浓度的变化幅度较大,但淹水21天后,上覆水TP浓度增幅减缓,最大的是添磷量为200 mg.kg-1时(0.23 mg.L-1)。(2)淹水改变了土壤磷素赋存形态,转化方向与程度受土壤类型及磷素水平制约。经过一个月淹水后,当添磷量为200 mg.kg-1时,三种土壤的OP含量稍高于淹水前,增幅最大的是灰棕紫泥(21.41%),OP占TP的比例增加了5.23%,未添磷的矿子黄泥的降幅最大(54.18%),占TP的比例增加了11.57%；当添磷量≤50 mg.kg-1时,淹水使IP降低,添磷量为10 mg.kg-1的矿子黄泥的降幅最大(82.40%),占TP的比例降低了22.18%,而当添磷量>50 mg.kg-1时,淹水使IP增加,以添磷量为200 mg.kg-1紫色潮土的IP增幅最大(14.79%),占TP的比例也增加了10.52%;淹水使灰棕紫泥的Fe/A1-P增加,而紫色潮土和矿子黄泥Fe/A1-P减少,增幅最大的是未添磷的灰棕紫泥(366.48%),占TP的比例增加了20.25%,降幅最大的是添磷量为20 mg.kg-1的矿子黄泥(48.26%),占TP的比例增加了12.13%；淹水使紫色潮土的Ca-P含量增加,灰棕紫泥和矿子黄泥减小,增幅最大的是未添磷的的紫色潮土(16.24%),占TP的比例增加了3.85%,添磷量为2011mg.kg-1的矿子黄泥降幅最大(90.28%),占TP的比例降低了27.07%。TP与IP、OP、Ca-P均呈显著正相关,IP与OP相关性不显著,与Fe/Al-P、Ca-P呈显著正相关。三种土壤的Olsen-P含量与TP、IP、Fe/Al-P和Ca-P含量均呈显著正相关,与OP的相关性不显著。(3)淹水土壤落干后土壤磷素赋存形态发生了进一步的改变。经过一个月落干后,灰棕紫泥和矿子黄泥的OP含量比落干前高,增幅最大的是未添磷的矿子黄泥(33.56%),占TP的比例增加了11.85%,紫色潮土的OP含量低于落干前,未添磷的紫色潮土的降幅最大(20.18%),占TP的比例降低了0.25%；落干使灰棕紫泥IP含量略有增加,增幅最大的是添磷量为10 mg.kg-1的灰棕紫泥(3.56%),占TP的比例增加了11.08%,紫色潮土和矿子黄泥的IP含量比落干前低,降幅最大的是未添磷的矿子黄泥(53.45%),占TP的比例降低了25.31%；紫色潮土和灰棕紫泥的Fe/Al-P含量比落干前高,增幅最大的是添磷量为10 mg.kg-1的紫色潮土(56.48%),占TP的比例增加了5.28%,矿子黄泥的Fe/A1-P含量则有所降低,未添磷的矿子黄泥降幅最大(63.14%),占TP的比例降低了16.21%；灰棕紫泥的Ca-P与落干前相当,紫色潮土和矿子黄泥的Ca-P含量降低,添磷量为200ng.kg1的紫色潮土的Ca-P增幅最大(1.01%),占TP的比例增加了1.12%,未添磷的矿子黄泥降幅最大(32.26%),占TP的比例降低了6.48%。TP与IP、OP、Fe/Al-P、Ca-P均呈显著正相关,IP与Fe/Al-P、Ca-P呈显著正相关,三种土壤的Olsen-P含量与TP、IP、OP、Fe/Al-P口Ca-P含量均呈显著正相关,Ca-P和Fe/Al-P与Olsen-P相关系数存在差异,说明不同土壤上各形态磷与Olsen-P之间的相关关系存在差异。(4)土壤磷素吸持性能随淹水-落干进程而改变,三种土壤的Qm大小关系为：淹水后>落干后>淹水前。淹水后,三种土壤的Qm含量均增加,未添磷的矿子黄泥的Qm最大,添磷量为2OOmg.kg-1的灰棕紫泥的Qm最小；落干后,仍是未添磷的矿子黄泥的Qm最大,添磷量为2OOmg.kg-1灰棕紫泥的Qm最小。与淹水前相比,三种土壤的Qm分别增加了22.22%～33.33%、22.22%～42.86%和8.33%-25.00%；落干后,三种土壤的Qm比淹水后分别降低了11.11%-22.22%、7.14%-11.11%和0-16.67%。相同磷水平下,矿子黄泥对磷的吸持能力高于紫色潮土和灰棕紫泥。(5)淹水和落干后,三种土壤的DPS均随添磷量的增加而增加。淹水后,添磷量为20Omg.kg-1的灰棕紫泥的DPS最大(9.10%),未添磷的矿子黄泥最小(0.20%),和淹水前相比,淹水后的DPS分别减小了1.24%-21.62%、8.44%～32.76%和0.82%～14.84%,且均在添磷量为5Omg.kg-1时减幅最大；落干后,添磷量为200mg.kg1的灰棕紫泥的DPS最大(4.00%),未添磷的矿子黄泥最小(0.25%)。淹水后,Olsen-P与Qm、K和PSI呈显著负相关,与DPS呈显著正相关,DPS和Qm、K和PSI分别呈显著负相关；落干后,Olsen-P和DPS仍然呈正相关,Olsen-P与Qm、K和PSI呈显著负相关,DPS和Qm、K和PSI分别呈显著负相关。3、土壤再淹水过程中土壤磷的迁移转化(1)落干后的土壤再淹水一个月后,上覆水磷酸盐和TP的变化与初次淹水具有类似的动态变化规律,但低于初次淹水后的磷浓度,上覆水磷酸盐和TP的相对大小顺序均为：灰棕紫泥>紫色潮土>矿子黄泥,上覆水磷酸盐浓度最大的是添磷量为200 mg.kg-1的灰棕紫泥(0.57mg.L-1),且试验添磷量范围内,上覆水TP浓度均大于0.02 mg.L-1；三种土壤的Qm含量均比初次淹水后高,未添磷的矿子黄泥的Qm最大,添磷量为200mg.kg1的灰棕紫泥的Qm最小,紫色潮土、灰棕紫泥和矿子黄泥增的Qm增幅分别为9.09%～50.00%、0.10%～12.50%和25.00%～50.00%；添磷量为200mg.kg-1的灰棕紫泥的DPS最高(6.20%),未添磷矿子黄泥的DPS最低(0.13%),三种土壤的DPS分别比初次淹水时低29.06% 97.82%、21.31%～67.60%和48.330%～-74.48%,表明再淹水可降低磷素向水体的释放风险,而不同土壤向水体释放风险的相对顺序保持不变,再次证明了灰棕紫泥的磷释放风险最大,矿子黄泥的释放风险最小。(2)落干土壤再淹水过程中土壤磷素形态的变化。经过一个月再淹水后,紫色潮土的OP含量比落干后高,灰棕紫泥和矿子黄泥则比落干后低,增幅最大的是添磷量为200mg.kg-1时(15.01%),占TP的比例增加了0.59%,降幅最大的是未添磷的矿子黄泥(43.02%),占TP的比例降低了35.02%；灰棕紫泥和矿子黄泥的IP含量则高于落干后,增幅最大的是未添磷的矿子黄泥(390.15%),占TP的比例增加了53.10%,紫色潮土的IP含量比落干后低,降幅最大的是添磷量为5Omg.kg-1时(8.17%),占TP的比例降低了8.15%；再淹水使三种土壤的Fe/Al-P含量均增加,未添磷的矿子黄泥增幅最大(200.29%),占TP的比例增加了11.02%,增幅最小的是添磷量为100 mg.kg-1时(3.78%),占TP的比例增加了1.78%；再淹水使紫色潮土和矿子黄泥Ca-P含量增加,灰棕紫泥的Ca-P含量降低,增幅最大的是未添磷的矿子黄泥(515.05%),占TP的比例增加了40.62%,降幅最大的是未添磷的灰棕紫泥(4.41%),占TP的比例增加了0.62%。