摘要
滇池是我国磷污染最严重的湖泊之一，减少外源磷输入仍然是滇池水资源保护的关键。目前对输入滇池的磷量的估算多以径流为主，常常忽视了土壤中磷迁移对滇池水体中磷的贡献。在湖泊的面源污染控制方面，湖滨带起着非常重要的作用。经过长期的累积后，湖滨带土壤中的磷最终会达到饱和，并成为一个重要的磷源，并随土壤水分运动发生磷在土壤垂直剖面的迁移，甚至进入地下水，从而对湖泊水体造成极高的污染风险，因此湖滨带土壤中磷的垂直迁移（淋洗）也应引起人们的重视。本研究针对滇池流域湖滨带水体磷污染，基于静态吸附实验和动态迁移土柱实验，明确磷在滇池流域湖滨带土壤-水界面中迁移转化特征;着重探讨土壤深度、孔隙水流速和降雨强度对土壤中磷的吸附、释放和迁移行为的影响，目的是探究滇池流域湖滨带垂直带土壤对磷的吸附和释放行为及机理,研究关键因子对土壤中磷迁移转化的影响，为滇池流域湖滨带土壤剖面磷的迁移风险评估提供理论指导和科学依据。 本研究以滇池入河口之一的滇池龙王庙沟渠（24°52′N,102°50′E）湖滨带水杉林林地为实验区，2022年丰水期和枯水期的监测结果显示:研究区域土壤全磷平均含量为1194.83±30.50-2124.80±156.39mg/kg,土壤全磷等级属于丰富;有效磷平均含量为72.83±1.90-108.68±2.81mg/kg，为富磷土，有潜在磷释放风险。 静态吸附实验结果表明:（1）湖滨带0-60cm土层土壤释磷量为1.09-1.37mg/kg，土壤具有较强的释磷能力。（2）湖滨带0-60cm土层土壤对磷的吸附过程分为快速吸附和缓慢吸附阶段过程，最终趋于平衡，且随外源磷浓度增加，土壤的磷吸附量增加，不同土层土壤磷吸附量最高可达到5.17-8.38mg/kg。（3）表层土壤（0-10cm）对水中磷截留率较低，且随着外源磷浓度增加，其吸附速率变慢，说明滇池流域湖滨带表层土壤含磷量较高，对外源磷的截留能力有限。 动态迁移土柱实验结果表明:（1）淋溶实验中，0-10、10-20、20-30、30-40、40-50和50-60cm土层土壤单位体积土壤的磷淋溶量分别为19.49、14.20、13.13、18.81、16.36和18.09mg/m3，表层土壤单位体积磷淋溶量最大，且孔隙水流速增加可加速土壤中磷的淋溶。（2）穿透-洗脱实验中，各层土壤流出液中磷的最大相对浓度（C/C0）均大于1,总穿出比均高于100％,说明在土壤水分运动条件下，进入土壤中的外源磷已经完全穿透土壤，且该过程中土壤磷也发生流失，供试土壤对外源磷无截留能力。（3）通过间歇性降雨模拟实验可知，在模拟大雨（1.5cm/h）和暴雨（3.0cm/h）过程时，0-20cm表层土壤流出液磷浓度较高，且0-80cm土壤的含磷量均下降，表明了降雨条件下土壤剖面中磷的向下迁移行为，土壤对磷的吸附作用有限，以土壤的磷流失为主，其中，大雨、暴雨条件下土壤的磷流失总量分别为7256.81mg（单位土壤磷流失量147.32g/m3）和62.72mg（单位土壤磷流失量1.27g/m3）,模拟暴雨过程中土壤表层积水，增加了土壤颗粒与土壤水分的接触时间，减少了土壤中磷的流失。但外源磷酸盐的输入，增加了土壤有效磷含量，大雨、暴雨条件下有效磷的总量分别增加了23.09％和20.88％。其次，土壤Al-P和Fe-P的含量增加，在大雨时，Al-P和Fe-P含量分别增加了93.93％和106.28％;土壤Ca-P的含量减少，且暴雨时，Ca-P含量减少更多（8.96％）。在暴雨时，Ca-P与Al-P呈极显著负相关关系（R2=0.820,p＜0.001）、Ca-P与Fe-P之间呈极显著负相关关系（R2=0.798,p＜0.001）,Al-P与Fe-P之间呈现极显著正相关关系（R2=0.800,p＜0.001）。以上结果表明:供试土壤对外源磷的截留能力有限，土壤中的磷会随土壤水分运动在土壤垂直剖面中迁移流失，且土壤中Al-P和Fe-P的含量增加，二者还是土壤活性磷中的组成部分，会随土壤水分运动发生迁移，进而污染水体。 综上所述，滇池流域湖滨带土壤中的磷达到饱和后，将由汇转化为源，土壤中的磷随水分运动向水相迁移，增加土壤中磷的环境影响范围。在降雨条件下,磷随雨水径流从土壤中迁移至水环境，对滇池富营养化产生贡献，对水环境造成危害。
NETL