【摘 要】
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沉积物是湖泊环境演化的重要信息载体,能够记录人类活动或自然因素导致的湖泊环境变化。磷是湖泊富营养化限制性营养元素之一,在外源输入得到有效控制后,磷-铁-硫耦合系统在控制湖泊沉积物内源磷的地球化学循环方面起着重要的作用。本研究以浅水富营养化湖泊巢湖为研究对象,在全湖布设9个定位样点,采集表层（S1～S9）和柱状（S3、S7）沉积物样品,分析了沉积物理化指标和磷铁硫元素的形态组成及分布,解析了巢湖沉积
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沉积物是湖泊环境演化的重要信息载体,能够记录人类活动或自然因素导致的湖泊环境变化。磷是湖泊富营养化限制性营养元素之一,在外源输入得到有效控制后,磷-铁-硫耦合系统在控制湖泊沉积物内源磷的地球化学循环方面起着重要的作用。本研究以浅水富营养化湖泊巢湖为研究对象,在全湖布设9个定位样点,采集表层（S1～S9）和柱状（S3、S7）沉积物样品,分析了沉积物理化指标和磷铁硫元素的形态组成及分布,解析了巢湖沉积物中磷铁硫沉积记录及其指示的湖泊环境变化,并讨论了磷铁硫之间的相互作用关系及其对内源磷污染治理的参考指示,得到以下主要结果、结论。（1）巢湖表层沉积物理化指标烧失量（LOI）、pH和含水率（MC）变化范围分别为4.9%～7.4%（均值为5.8%）、6.92～7.11、44.79%～52.02%（均值为47.56%）。西半湖S3沉积剖面LOI含量为3.2%～7.2%,其中,33～15cm层位含量相对较低（均值为3.8%）,且变化范围较小;15～1cm层位LOI持续显著增加（均值为5.7%）,指示巢湖西半湖区早期营养盐输入逐步增加导致水体富营养化和藻类生产力提高并形成有机质持续快速埋藏;而东半湖S7沉积剖面LOI含量较低,为2.9%～4.6%（均值为3.7%）。S3和S7沉积剖面pH值变化范围较小,S3剖面在15～1cm层位pH值与LOI持续协同升高,而S7剖面在29～7cm层位pH值与LOI具有整体相反的变化趋势,指示西半湖S3点pH值受藻类光合作用影响较大而东半湖S7点pH值主要受有机质降解影响。（2）西半湖沉积物总磷（TP）、总活性铁（Fe（T））和总硫（TS）含量均高于东半湖,指示巢湖西半湖受人为污染更为严重,富营养化程度较高,而东半湖污染相对较轻。磷形态分析结果显示西半湖沉积物无机磷以铁铝结合态磷（Fe/Al-P）为主,而东半湖Fe/Al-P和钙结合态磷（Ca-P）占比相当,指示西半湖受生活污水污染严重,而东半湖主要受陆源地表径流输入影响;西半湖沉积物有机磷（OP）占总磷比例低于东半湖,主要与东西半湖磷来源差异有关,即西半湖主要受合肥市生活污水排放影响,而东半湖主要受周边农业面源污染影响。柱状沉积记录显示西半湖自20世纪60年代开始受人类活动影响逐步明显,Ca-P指示的自然陆源径流输入的增加早于Fe/Al-P指示的城市污水排放的输入;西半湖早期营养盐输入的缓慢增加并未立即提高湖泊生产力,直到15cm以上才对湖泊有机质沉积产生实质贡献。（3）巢湖沉积物活性铁组分主要以Fe（Ⅱ）为主,S3和S7沉积剖面Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）值整体呈上升趋势且与Fe（Ⅲ）同步变化,表明其比值变化由Fe（Ⅲ）驱动,Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）指示的剖面沉积环境表现为上层弱氧化性、其余层位还原性的特征。沉积物TS以有机硫组分为主,还原性无机硫（RIS）以酸可挥发性硫（AVS）为主,S3和S7剖面沉积物较低的黄铁矿化度（DOP）和铁的硫化度（DOS）值指示无机硫化物的形成主要受限于硫,沉积物高有机质含量、低元素硫（ES）和还原条件降低了AVS向黄铁矿（CRS）的转化效率。（4）巢湖沉积物中与磷、硫结合的铁占比很小,显著高的Fe/P和Fe/S比值抑制了沉积物磷的释放,导致柱状剖面P、Fe、S之间的相互作用关系整体上并不显著,但沉积物中Fe与P之间的相互关系强于Fe与S,这在S7沉积物中体现的较为明显;S3沉积物受环境因子pH值影响较大,主要与富营养化相关的藻类光合作用有关。
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