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user: 3. 结果与分析 3.1. 沉积物淤积深度 通过对131个监测点位柱状泥样的观测得到不同监测样点处底泥淤积深度，并应用arcgis软件通过反距离权重法对样点底泥淤积深度进行插值计算，得到汤逊湖底泥淤积深度空间连续分布图，见图3。从中可知，汤逊湖底泥淤积深度的范围为18~150 cm，整个湖区底泥平均淤积深度为92 cm，且中心湖区底泥淤积深度明显高于周边区域。 图3. 汤逊湖底泥深度分布图 3.2. 沉积物中总磷的分布特征及污染状况 冬季调查监测结果显示，冬季汤逊湖表层底泥中总磷的含量范围为144.9~3004.3 mg/kg，平均含量为968.7 mg/kg，且总磷含量分布存在着明显的区域特点，其中汤逊湖中部和东北部的含量明显较高。汤逊湖冬季底泥中总磷含量的平面分布见图4。通过计算汤逊湖冬季底泥各深度处总磷的平均含量可知，随着深度的增加底泥中的总磷含量逐渐降低，且含量的变化幅度随着深度的增加越来越小，当底泥深度大于40 cm时，变化趋势明显减缓。总磷含量随底泥深度变化趋势见图5。 图4. 汤逊湖底泥总磷含量平面分布图(左：冬季，右：夏季) 图5. 汤逊湖底泥总磷含量平面分布图(左：冬季，右：夏季) 对汤逊湖底泥夏季调查结果显示，夏季汤逊湖表层底泥中总磷的含量范围为276~1444 mg/kg，平均含量为911.2 mg/kg。汤逊湖夏季底泥中总磷含量的平面分布见图4。通过计算汤逊湖夏季底泥各深度处总磷的平均含量可知，随着深度的增加底泥中的总磷含量逐渐降低，且含量的变化幅度随着深度的增加越来越小，当底泥深度大于60 cm时，变化趋势明显减缓。夏季总磷含量随底泥深度变化趋势见图5。 从上述监测结果中可以看出，汤逊湖夏季表层底泥磷平均含量均低于冬季，可能是由于夏季底泥中磷元素向上覆水体中释放作用加强。夏季温度较高，湖泊中的微生物活性增强、溶解氧降低等原因导致沉积物中大量的有机磷向无机磷形态转化，并加快无机磷转化为无机磷酸盐，从而使沉积物中的磷逐渐向水体中释放 [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]。该结果从一定程度上反映了夏季许多湖泊营养化程度加剧的原因。 根据US EPA制定的底泥污染程度分区，汤逊湖表层底泥的总磷含量处于轻度污染水平，随着底泥深度的增加，生态风险逐渐减小，当底泥的深度超过30~40 cm时污染等级为健康，汤逊湖底泥总磷生态风险系数随泥深变化趋势见图6。总体来讲，总磷的污染表现为表层富集，随着底泥深度的增加污染程度降低。这与沉积物的历史密切相关，随着近年来汤逊湖周边人类生产、生活等活动的增加，新沉积下来的沉积物受污染程度较高，而且该部分沉积物中营养盐的含量并未达到相对平衡，因此存在着营养盐释放的风险。 图6. 汤逊湖底泥总磷生态风险系数随泥深变化趋势图 3.3. 沉积物磷赋存形态及分布特征 对6个点位沉积物柱状样进行分级磷提取，各点位磷形态含量见表1。各监测点位处表层各种磷含量所占比例见图7。 Table 1 The content of various phosphorus forms at each monitoring poin 监测点位 底泥深度 弱吸附态磷 金属氧化物磷 磷灰石磷 有机磷 残渣磷 总磷 B1 0~10 cm 35 602 259 260 52 1208 10~20 cm 39 411 160 230 71 911 20~30 cm 29 245 105 200 74 653 30~40 cm 26 162 128 157 49 522 40~50 cm 29 178 135 143 36 521 50~60 cm 22 167 109 134 41 473 60~70 cm 21 153 101 125 14 414 70~80 cm 24 111 108 101 43 387 80~90 cm 17 123 111 70 12 333 B2 0~10 cm 41 543 191 217 153 1145 10~20 cm 25 350 190 248 174 987 20~30 cm 45 499 186 178 138 1046 30~40 cm 34 365 163 139 138 839 40~50 cm 25 221 147 138 107 638 50~60 cm 26 172 67 177 92 534 60~70 cm 23 190 88 134 98 533 70~80 cm 13 232 122 126 28 521 80~90 cm 18 110 106 75 127 436 90~100 cm 23 217 136 188 38 602 100~110 cm 4 220 108 137 25 494 B3 0~10 cm 61 283 164 118 37 663 10~20 cm 46 246 142 108 13 555 20~30 cm 78 122 93 97 30 420 30~40 cm 58 89 65 97 39 348 40~50 cm 54 80 46 84 33 297 50~60 cm 67 96 47 79 9 298 60~70 cm 53 65 46 79 24 267 B4 0~10 cm 61 283 164 118 37 663 10~20 cm 46 246 142 108 13 555 20~30 cm 78 122 93 97 30 420 30~40 cm 58 89 65 97 39 348 40~50 cm 54 80 46 84 33 297 50~60 cm 67 96 47 79 9 298 60~70 cm 53 65 46 79 24 267 B5 0~10 cm 87 444 247 128 36 942 10~20 cm 54 332 150 80 60 676 20~30 cm 43 272 131 70 50 566 30~40 cm 42 248 104 57 58 509 40~50 cm 32 244 80 45 44 445 50~60 cm 14 243 101 55 37 450 60~70 cm 32 198 88 49 28 395 B6 0~10 cm 133 329 241 125 89 917 10~20 cm 73 268 205 107 80 733 20~30 cm 46 305 122 66 47 586 30~40 cm 42 221 151 80 60 554 40~50 cm 54 205 116 63 43 481 50~60 cm 39 295 73 41 20 468 60~70 cm 42 247 108 59 40 496 70~80 cm 57 290 50 30 10 437 表1. 各监测点位各种磷形态的含量 图7. 表层沉积物中各种磷含量所占比例图 监测结果表明，汤逊湖底泥中弱吸附态磷含量在4~133 mg/kg之间，金属氧化物磷含量在49~602 mg/kg之间，磷石灰磷含量在46~259 mg/kg之间，有机磷含量在30~260 mg/kg之间，残渣磷含量在9~174 mg/kg之间，且随着底泥深度的增加，各形态磷的含量均有逐渐降低的趋势。其中表层底泥中弱吸附态磷、金属氧化物磷、磷石灰磷、有机磷、残渣磷含量所占总磷含量比例分别为：2%~15%、37%~51%、14%~26%、13%~22%、4%~14%。主要磷形态含量排序为：金属氧化物磷>磷石灰磷>有机磷>残渣磷>弱吸附态磷。无机磷的含量在80%以上为表层沉积物中磷的主要存在形态，而无机磷的主要形态是金属氧化物磷，其含量占总磷含量比例超过40%，其中含量最低的为弱吸附态磷，其含量占总磷含量比例小于10%。 本次检测结果表明汤逊湖表层底泥中活性磷的含量较高，底泥中大多为不稳定结合态磷，释放潜力较大，当周围环境发生变化时沉积物中的磷极易向上覆水体中扩散，造成内源性污染。