小兴凯湖表层底泥磷吸附容量及潜在释放风险

利用沉积物磷吸附指数（PSI）和磷吸附饱和度（DPS）研究了小兴凯湖表层沉积物的磷吸附容量,分析了沉积物中磷的吸附饱和度（DPS）与其他指标的相关关系,并讨论了不同采样点湖泊沉积物中磷的潜在释放风险.结果表明：13个采样点的表层沉积物的PSI为9.78∽197.53（mg·L）/（100g·μmol）,平均值为59.77（mg·L）/（100g·μmol）;DPS为9.95%∽24.47%,平均值为15.41%.PSI与草酸铵提取的磷（Pox）极显著正相关,与草酸铵提取的铁、铝（Feox,Alox）显著正相关,草酸铵提取的铁是影响PSI的主导因素;DPS主要受沉积物中原有吸附态磷的影响.此外,磷释放风险指数（ERI）8.99%∽129.94%的计算结果表明：小兴凯湖表层沉积物中磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围,其中,受农业面源污染影响较大的北岸区域相比其他区域发生富营养化的风险更高.

北京六湖泊表层底泥磷吸附容量及潜在释放风险

利用沉积物磷吸附指数（PSI）和磷吸附饱和度（DPS）研究了北京前海（QH）、青年湖（QNH）、昆明湖（KMH）、紫竹院湖（ZZYH）、陶然亭湖（TRTH）、红领巾湖（HEm）表层沉积物的磷吸附容量，分析了沉积物中磷的吸附饱和度（DPS）与其他指标的相关关系，并讨论了不同城市湖泊沉积物中磷的潜在释放风险．结果表明：6湖沉积物的PSI为14．9-83．3（mg·L）／（100g·umol），平均值为34．6（mg·L），（100g·umul）；DPS为7．97％-50．5％，平均值28．9％，PSI与DPS显著负相关．PSI与草酸铵提取的磷、铝（Pox,Alox）含量均为显著负相关，草酸铵提取的铁（Fe ox）是影响PSI的主导因素．DPS与沉积物中草酸铵提取的磷（Pox）含量显著正相关，主要受沉积物中原有吸附态磷的影响．此外，磷释放风险指数（ERI）计算结果表明QH、QNH、ZZYH、TRTH中的表层沉积物磷潜在释放诱发富营养化的风险均为高度风险．

长期施肥对旱地红壤团聚体磷素固持与释放能力的影响

在中国科学院红壤生态试验站26年的旱地红壤长期肥料定位试验中,选取无机肥试验区的NPK、NK处理,有机无机肥配施试验区的对照(CK)、CK+稻秆(RS)、CK+花生秸秆还田(PS)、CK+绿肥(FR)及CK+猪厩肥(PM)等7个肥料处理土壤,采用湿筛法逐级提取并得到粒级依次为>2 mm、2~1 mm、1~0.25 mm与0.25~0.053 mm的团聚体土壤样品;通过室内分析获得了土壤及各粒级团聚体的全磷(TP)、有效磷(Available P)、水溶性磷(CaCl_2-P)、土壤磷素吸持指数(PSI)及土壤磷素饱和度(DPS)等指标值,并探讨了上述测定指标间的相关关系。结果表明:长期施用磷肥可有效保持旱地红壤的供磷水平,配施猪厩肥可显著增加旱地红壤及大小团聚体的TP、有效磷及CaCl_2-P含量、降低土壤PSI并显著增大旱地红壤DPS,加大了旱地红壤磷素的流失风险;随着土壤中>1 mm粒级团聚体数量的增多,旱地红壤磷素储量显著增加,磷素固持能力显著下降,土壤磷释放潜能随之增大。由DPS、有效磷及CaCl_2-P的分段线性拟合方程可以推断得出,当旱地红壤中有效磷为168~260 mg kg^(-1)时或DPS<28%,土壤磷素具有潜在流失风险;当有效磷≥260 mg kg^(-1)或DPS≥28%,土壤磷素具有极高的流失风险,应立即停止施用磷肥尤其是有机磷肥,并重新调整施肥方案,以避免土壤磷素流失及其对水体环境的污染。

海州湾表层沉积物磷的吸附容量及潜在释放风险

利用磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)和磷释放风险指数(ERI)研究了2016年10月和2017年5月海州湾表层沉积物的磷吸附容量及潜在释放风险.结果显示,2016年秋季PSI变化范围为99.58～199.39[mgP/(100g)]/[μmol/L],DPS变化范围为23.118%～34.289%;2017年夏季PSI变化范围是130.29～198.57[mgP/(100g)]/[μmol/L],DPS变化范围为25.545%～42.135%,两次调查中PSI和DPS均表现出相反的平面分布趋势.PSI和Al_(ox)、Fe_(ox)呈显著正相关,说明Fe_(ox)和Al_(ox)是影响海州湾表层沉积物吸附磷的主要因素,且Fe_(ox)占主导作用;DPS与Al_(ox)和Fe_(ox)分别表现出了显著负相关性和极显著负相关性,说明Al_(ox)和Fe_(ox)含量的增大会降低表层沉积物的磷吸附饱和度.2016年10月磷释放风险指数(ERI)的变化范围为11.59%～34.18%,2017年5月磷释放风险指数(ERI)的变化范围为12.86%～32.34%,从2次调查结果整体来看,海州湾表层沉积物的磷释放风险为中度风险.

长期施肥对红壤旱地团聚体磷素储存容量的影响

土壤磷素储存容量(SPSC)是基于磷饱和度(DPS)概念提出与发展的指标,可以有效地评估及监测土壤磷素的存储状态及释放潜能。以红壤旱地长期肥料定位试验地(1988-)为依托,以无机肥区的NK、NPK、NP、PK、NPKCa、NPKCaS及有机无机配施的1/2NPK(CK)、1/2NPK+花生秸秆还田(PS)、1/2NPK+稻秆(RS)、1/2NPK+鲜萝卜菜(FR)、1/2NPK+猪厩肥(PM)共11小区的土壤为对象,采用湿筛法获得各粒级团聚体样本,分析红壤旱地及各粒级团聚体SPSC的变化特征,探讨土壤供磷水平对SPSC的影响,评估红壤旱地磷素的流失风险,预测红壤旱地可继续容纳外源磷的"安全寿命"。结果表明:在无机肥区,长期未施磷肥的NK处理土壤SPSC高达265 mg·kg^-1,分别为NPK、NP、PK、NPKCa与NPKCaS处理的1.9倍、1.6倍、1.9倍、2.0倍和2.4倍;各粒级团聚体对土壤SPSC的贡献率由高到低依次为1~0.25 mm、0.053~0.25 mm、>2 mm、1~2 mm;按现有施磷量,红壤旱地仍可以继续安全施用磷肥30年。在有机无机肥配施区,与CK处理相比,配施猪厩肥(PM)处理的SPSC呈现出负值且高达-333mg·kg^-1,应立即停止施肥或调整施肥量;而配施花生秸秆(PS)、稻秆(RS)及鲜萝卜菜(FR)处理的SPSC仍为正值且处理间差异不显著,各粒级团聚体对土壤SPSC的贡献率由高到低依次为1~0.25 mm、>2 mm、0.053~0.25 mm、1~2 mm;按现有施磷量,可继续安全施磷41年、30年、14年,CK处理则可安全施磷51年。由SPSC与TP、Bray-P的相关关系可以发现,当SPSC>10 mg·kg^-1时,红壤旱地磷是绝对"安全"的;当-10 mg·kg^-1≤SPSC≤10 mg·kg^-1时,红壤旱地磷处于极度不稳定状态,极易或已经开始向周围环境或水体释放,需随时监测或停止施磷;当SPSC<-10 mg·kg^-1时,红壤旱地磷已经向周围环境或水体释放,应立刻停止施磷,并调整施肥方案,降低土壤磷素的环境风险。

不同水源补给情形的溪流沟渠沉积物磷形态及释放风险分析

2015年5～12月,在合肥地区3条分别以城市污水厂尾水、食品加工废水和农业排水-地下水渗流为主要补给水源的溪流沟渠上,按季节采集表层沉积物样,分析沉积物磷赋存形态;通过磷吸附指数（PSI）、磷吸附饱和度（DPS）和磷释放风险指数（ERI）计算,评估溪流沟渠沉积物的磷潜在释放风险,并以非参数检验方法,对3条溪流沟渠开展差异性分析.结果表明：1关镇河支渠和陶冲小溪流水体磷素污染严重,3条溪流沟渠磷污染程度排序为：关镇河支渠〉陶冲小溪流〉磨店小溪流,其中关镇河支渠沉积物TP平均含量为1 376.95 mg·kg^-1,分别是磨店小溪流和陶冲小溪流的2.94和1.91倍;2 3条溪流沟渠沉积物中各形态磷含量差异显著,且在含量高低排序方面存在一定差异性;3 3条溪流沉积物的PSI值季节性变化特征明显,而且每条溪流沟渠所有采样点变化规律基本一致,即总体上都表现出秋季最高,冬季次之,春、夏季基本相当且相对最低的变化特征;4由PSI、DPS及ERI评估得到的磷释放风险特征基本一致,相应的磷释放风险高低排序为：关镇河支渠〉陶冲小溪流〉磨店小溪流;5差异性分析表明,3条溪流沟渠几乎在所有指标上存在显著的差异性.

长期施肥对旱地红壤磷素饱和度的影响

磷素饱和度(Degree of phosphorus saturation,DPS)能够有效评估土壤磷素的流失潜能及地表水磷富营养化问题,可用于评价土壤磷素环境风险。DPS值通常由酸性草酸钱提取态磷(PQ与提取态铁铝(FemAlQ的摩尔质量比除以校正常数(Corrected constant,a)计算得到,而a是通过建立土壤饱和吸磷量与影响土壤磷吸附的土壤特征值间的相关关系而计算得到的数值;a的取值大小(常取0.5)会直接影响到DPS的准确估算。因此,本文以中国科学院红壤生态实验站(28。04,~28。37取,116°4 r^117。09馆)为依托,以长期施肥(1988-2014年)的旱地红壤为研究材料,通过两种计算方法得到了土壤的DPS值,分析了校正常数a=0.5在长期施肥的旱地红壤DPS计算中的适用性,并确定了长期施肥旱地红壤DPS计算中a的适用性阈值。研究结果表明:校正常数a=0.5虽适用于长期施肥旱地红壤DPS的估算,但易导致旱地红壤DPS的过高估算;对比计算发现,长期施肥旱地红壤DPS计算时,校正常数a的最适取值范围为0.71-0.81。但是,不同环境背景下旱地红壤DPS计算公式中校正常数a的适应性阈值仍需进一步校正与验证,从而提高红壤区土壤磷素环境风险评估的准确性。