摘要
人类围垦活动对环境的影响逐渐成为研究热点，但围垦活动对沉积物磷形态赋存特征及其释放风险的影响尚不明晰。深入探究这一问题对认识沉积物磷内源释放，加强区域水环境治理具有重要意义。本研究以江汉平原典型沉湖湿地为例，在连续提取湖区（G1）和围垦区（G2）沉积物磷形态的基础上，对比识别影响沉积物磷赋存形态的重要因素，并结合等温吸附热力学实验分析沉积物磷的释放能力。结果表明：（1）人类围垦对沉积物磷形态的影响主要集中在生物有效磷上。围垦后沉积物含水率下降，导致G1和G2沉积柱中可交换态磷存在极显著差异；低pH和高氧化还原环境使铁氧化物中无定形氧化铁向结晶态氧化铁转化增加，造成沉积物对铁结合态磷（Fe-P）吸附减弱，G2沉积柱中Fe-P空间异质性更强（含量是G1的1.52倍）；围垦后人类活动复杂，有机磷在表层大量累积（占总磷含量的51%），新鲜度指数表明期间存在更剧烈的微生物作用。（2）吸附热力学实验表明，相同沉积环境下，G2钻孔沉积物平衡吸附量和吸附饱和度仅为0.726 mg/g和10.6%，低于G1沉积物；平衡吸附浓度为0.378 mg/L，高于G1沉积物。说明围垦后沉积物中磷的释放风险增加，“磷源”特征更加明显，建议在此类区域加强对内源磷的管理。
Abstract
Land reclamation from lake is increasingly concerned as a potential risk to surface water eutrophication. However, the characteristics of phosphorous（P）and possibility of its release in sediments in this process remain unclear. Undertaking extensive research on this topic holds substantial significance for elucidating the mechanisms of internal phosphorus release from sediments, and enhancing strategies for the management of regional water environments. In this study, two boreholes（lake area G1 and land reclamation area G2）were selected in Lake Chenhu, Jianghan Plain. Sediment samples from these boreholes were examined for P species as well as other properties. The risk of sediment phosphorous release was explored by thermodynamic adsorption experiments. The results showed that:（1）The principal emphasis of the impact exerted by land reclamation on phosphorus speciation was centered on bioavailable phosphorus. The exchangeable phosphorus in the G1 and G2 sediment boreholes differed significantly due to the decreased water content in sediment; and the environment with low pH and high redox accelerated the transformation of amorphous iron oxides into crystalline iron oxides, which diminished the sorption capacity of iron-bound phosphorus(Fe-P) and strengthen the spatial heterogeneity of Fe-P in the sediment borehole of G2, being 1.52 times that of G1. After the reclamation of lake areas for agriculture, human activities became more complex, organic phosphorus accumulated extensively in the surface layers, accounting for 51% of the total phosphorus content. During this period, there was also intensified microbial activities indicated by freshness index. （2）The maximum adsorption capacity was merely 0.726 mg/g and the degree of phosphorous saturation was only 10.6% in the sediment borehole of G2, which are lower than those of the G1 sediment. However, the equilibrium adsorption concentration is 0.378 mg/L, which is higher than that of the G1 sediment. Therefore, the risk of P release increases and the characteristics of “phosphorus source” are more prominent following land reclamation.
磷（P）是浮游植物生长的关键调节因子，是限制湖泊富营养化的重要因素[1]。水体中的磷根据来源可以分为外源和内源两部分，当外部污染负荷较小时，内源磷的释放会在较长时间持续影响水体的富营养化水平[2]。沉积物作为内源磷的重要载体，在磷的地球生物化学循环过程中起着重要作用[3]。磷有多种赋存形态，一部分磷形态会永久埋藏在沉积物中，而一部分磷在环境因素改变下容易被生物利用释放到上覆水中[4]。因此，对沉积物磷赋存形态进行研究对认识内源负荷具有重大意义。
自1940年末以来，长江中下游地区有1/3以上的湖泊面积被围垦，总面积超过13000 km2，约为目前五大淡水湖面积总和的1.3倍[5]。现代围垦模式是以湖泊为主体，通过枯水期水泵抽水或开挖沟渠的方式抽排湖水，经过撂荒、沉积物改性后使得区域地下水位降低，进而种植相应作物。围垦过程导致湖泊原有沉积环境发生改变，加之周边人类活动增强，其中存在的内源污染问题不断加重。近年来，Liu等[6]研究指出围垦活动对沉积物中污染组分的影响深度可达到地表以下3.5 m，且涉及复杂的铁-碳耦合过程，这证实了围垦区沉积物的重要研究价值。此外，围垦造成的地下水位降低会改变湿地的泥炭化过程，期间存在有机物的分解以及硫化铁氧化[7-8]，而磷的赋存形态中的有机磷（OP）含量受有机质矿化作用影响[9]，铁结合态磷（Fe-P）主要受铁氧化物还原溶解控制[10]，其他形态磷也不同程度地受到沉积物氧化还原电位（Eh）、pH、总有机碳（TOC）、粒径等因素的制约[11]。但目前尚不清楚围垦活动对沉积物磷赋存形态产生的影响，以及磷的吸附释放能力是否会发生变化。
沉湖湿地是江汉平原上最大的一片典型淡水湖泊泛水沼泽湿地[12]。受到围垦、围网养殖等影响，湖泊氮磷污染严重[13]。近年来随着外源输入的控制，内源氮磷释放成为湖泊研究重点。基于此，本研究以沉湖湿地为研究对象，通过采集湖区和围垦区的钻孔沉积物样品，对比分析不同沉积柱中磷形态的垂向赋存特征，并识别影响磷分布及形态转化的主要因子，在此基础上选取沉积环境相同的沉积物开展吸附热力学实验，以揭示沉湖湿地围垦活动对沉积物磷赋存产生的影响，为湖泊富营养化治理提供新思路。
1 材料与方法
1.1 研究区概况及样品采集
沉湖湿地（30°15′~30°27′N，113°46′~113°53′E）位于江汉平原东部，于2013年10月被国际湿地公约列入国际重要湿地名录。该区域属于长江和汉水汇合处形成的低洼地带，地下表层沉积物由上更新世（Qp3）或全新世（Qh）冲积湖相沉积物和第四纪松散沉积物组成，埋深3~15 m[14-15]。20世纪50年代至70年代，在环湖修建了大面积农田和种植作物后，沉湖湖泊面积从89.0 km2减少到49.7 km2。20世纪80年代，在相继修建堰塞坝等设施后，沉湖湖泊面积从49.7 km2减少到15.3 km2 [16]。截止2024年1月，沉湖水质仍为Ⅳ类，其中主要超标物质为总磷（0.6倍）和化学需氧量（0.15倍）①。
经实地考察并结合采样条件，在沉湖湿地内、外分别设置采样点G1和G2，其中钻孔G1位于沉湖内，它可以作为人类活动未产生影响的自然参照；G2位于典型围垦区，有50年的围垦历史，现在主要种植水稻和玉米。采样点具体分布及沉积物岩性如图1所示，野外直接采用钻机提取G1和G2钻孔沉积物样品，最大钻井深度为17.73 m。钻井过程中每隔1 m间隔采集20 cm长的岩芯样品，然后立即用保鲜膜和铝箔包裹，放入聚氯乙烯管中防止挤压，及时送回实验室冷冻保存。采用上述方法获得钻孔沉积物样品共计34件。
图1研究区地理位置（a）及采样钻孔分布（b）
Fig.1Geographical location of the study area（a） and distribution of sampling boreholes（b）
1.2 样品测定与分析
样品带回室内经自然风干后去除其中的动植物残体、石块等杂质，研磨过200目（孔径为0.074 mm）筛待测。按照Yang等[17]改进后的SEDEX法连续提取沉积物磷形态，提取后的磷形态分为5种：可交换态磷（Ex-P）、铁结合态磷（Fe-P）、钙结合态磷（Ca-P）、闭蓄态磷（De-P）和有机磷（OP）。与传统的SEDEX法相比，此方法中的OP是采用新鲜沉积物样品通过马弗炉550℃灰化2 h前后的磷含量之差得出，总磷（TP）含量为以上5种磷形态含量之和。采用上述方法对沉积物中所有磷形态进行分析，重复分析中测出的含量偏差小于7%。每次提取获得的滤液均过0.45 mm滤膜，采用钼酸铵分光光度法在700 nm处测定，测试误差控制在5%以内。
沉积物铁形态提取方法按照Poulton等[18]提出的连续提取法，使用1 mol/L 溶解于25%乙酸的盐酸羟胺溶液（25℃，提取48 h）、50 g/L连二亚硫酸盐钠溶液（pH=4.8，提取2 h）和0.2 mol/L草酸铵溶液（pH=3.2，提取6 h）依次提取沉积物中的无定形氧化铁（Feox1）、结晶态氧化铁（Feox2）和磁铁矿（Femag）3个铁矿物形态。提取完成后过0.45 mm滤膜，采用菲洛嗪分光光度法在562 nm处测定吸光度，每隔3个样品间隔设置3个平行样品，以保证测试仪器的稳定性。
沉积物溶解性有机质（DOM）含量测定：采用4 g过200目（孔径为0.074 mm）筛沉积物与20 mL去离子水混合震荡24 h后提取，所提试样经离心后过0.45 mm滤膜，加入高纯HCl对水样进行酸化后待测。使用日立F-4600荧光分光光度计测定样品的三维荧光光谱，其中激发波长设为200~550 nm，间隔为5 nm，发射波长为250~600 nm，间隔为2 nm。利用DOMFluor和drEEM-0.6.3工具包对三维荧光数据进行拉曼归一化处理，开展平行因子分析（PARAFAC）获取荧光组分信息[19]，计算荧光指数、生物源指数和新鲜度指数[20]判断DOM的来源和性质，样品重复测试3次，重复测试结果相对标准偏差小于5%。
1.3 等温吸附热力学实验
称取过200目筛的沉积物0.1 g于50 mL离心管中，加入20 mL浓度分别为0、0.5、2、4、8、16 mg/L的KH2PO4溶液，在25℃条件下震荡24 h，震荡结束后过0.45 mm滤膜，采用钼酸铵分光光度法测试上清液中磷浓度。实验重复3次，结果取平均值。采用修正的Langmuir吸附模型[21]对此过程进行拟合，得到磷平衡吸附量（PAC）和磷吸附平衡浓度（EPC0），沉积物磷吸附饱和度（DPS）参考相关文献[22]进行计算，公式分别为：
(1)
(2)
(3)
式中，C0为溶液中磷的初始浓度（mg/L），Ct为t时刻溶液中的磷浓度（mg/L），V为溶液体积（L），m为固相的质量（g），Qe为吸附平衡时固相对磷的吸附量（mg/g），Ce为吸附平衡时液相中的磷浓度（mg/L），BAP为生物有效磷含量（mg/g）。
1.4 数据处理
使用Excel和IBM SPSS Statistics 24.0软件对数据进行处理和分析；使用Origin 2019软件进行图表绘制；使用Matlab R2018b软件对三维荧光数据进行EEM-PARAFAC分析；使用ChiPlot （https://www.chiplot.online/）进行相关性热图绘制。
2 结果与讨论
2.1 沉积物磷形态赋存特征
沉湖湖区G1沉积柱中TP含量为415~794 mg/kg（均值为622 mg/kg），围垦区G2沉积柱中TP含量为362~873 mg/kg（均值为640 mg/kg），G2的TP均值高于G1。根据加拿大安大略省环境与能源部（1992年）制定的环境质量评价指南，部分沉积段的TP含量已超过能够引起最低级别生态毒性效应水平的含量（600 mg/kg）[23]。整体来看，TP含量的变化可分为两段：0~3.5 m，G2沉积柱中TP含量呈现明显波动趋势，而G1含量稳定（G2变异系数（0.24）大于G1（0.03））；3.5~17.5 m，2个沉积柱中TP含量随深度增加均表现为增大-减小-增大的趋势（图2）。
图2G1和G2沉积柱中磷形态赋存特征
Fig.2Distribution of phosphorus speciations in sediments from G1 and G2 boreholes
G1和G2沉积柱中不同形态磷含量均表现为：De-P＞Ca-P＞OP＞Fe-P＞Ex-P。Ex-P是最容易被生物体利用的磷形态，但含量通常不高[24]。两钻孔的Ex-P均仅占TP含量的1%~2%，G1沉积柱中Ex-P含量为1.61~19.6 mg/kg（均值8.65 mg/kg），与TP呈正相关关系（r=0.53，P＜0.05），而G2沉积柱的Ex-P均值仅有G1的1/2，两者含量之间存在极显著差异（P＜0.001）；Fe-P通常与铁氧化物紧密结合，形成复合物或被吸附在铁氧化物表面。两沉积柱的Fe-P含量也较低，G1沉积柱中Fe-P含量变化范围为13.5~47.7 mg/kg，随深度增加含量表现为先减小后增大的趋势，而G2沉积柱中Fe-P含量变化范围为9.51~62.6 mg/kg，变异系数为G1的1.52倍，随深度增加无明显变化趋势。Ca-P主要包括自生碳酸盐氟磷灰石、生物磷灰石和CaCO3结合态磷，De-P又称为磷石膏，包含有少量硅、铝、钙等元素，二者形成均与磷的沉积环境有关[25]，且很难被生化反应转化为磷酸盐，因此二者在沉积物TP中的占比较高[26]。G1和G2沉积柱中Ca-P和De-P之和均占TP含量的70%以上，且随深度增加含量逐渐增大。张雅等[27]发现沉湖地下沉积环境中存在大量碳酸盐岩和硅酸盐岩风化，这可以佐证本研究结论；G1与G2钻孔的OP含量无显著性差异（P＞0.05），均占TP含量的15%左右。在最近地表位置OP存在明显累积现象，含量高达351 mg/kg，占G2点TP含量的51%，这可能是由于围垦区人类活动剧烈，形成的表层水稻土吸附大量营养盐和化肥，为有机物堆积提供了条件[28]。
沉积物磷形态中Ex-P、Fe-P和OP是最容易释放的部分，也被称为BAP，与湖泊富营养化相关[29]。G1沉积柱的BAP占TP含量的20.4%，G2沉积柱的BAP占TP含量的19.2%，两钻孔的BAP含量整体上呈现随深度增加逐渐减小的趋势。但在最近地表处，G2沉积柱中的BAP含量明显偏高，说明围垦后表层沉积物中的磷具有更大的释放风险。
2.2 围垦驱动下沉积物磷形态赋存特征的影响因素
2.2.1 沉积物理化指标对磷形态的影响
湖区G1钻孔和围垦区G2钻孔沉积柱岩性特征如表1所示。沉湖属于典型河湖相沉积，其沉积岩性与邓宏兵[30]描述的江汉平原整体沉积环境一致，自下而上表现为：（1）下部灰底砂；（2）中部“两青夹一黄”；（3）上部灰淤泥。与G1沉积柱相比，G2沉积柱地表0.25~1.55 m 处覆有一层耕作土，是由围垦时期种植作物后土壤改性形成，其下1.55~2.70 m处夹有泥质粉砂土，与G1岩性不同。结合沉湖的沉积速率为0.52 cm/a[31]，计算出该深度对应的沉积年龄为公元1440—1721年，此阶段江汉平原处于大规模围垦时期，围垦导致排水不畅[30]，造成黄丝河、汉江分洪道与沉湖相连形成此段。此外，由于该时期处于气候干冷期，而沉积物中BAP含量在气候干冷期要显著低于气候湿润期[10]，因此此段对应的BAP含量出现突变（图2）。
表1沉积柱岩性描述及粒径分布
Tab.1 Lithological description and particle size distribution of sediments from boreholes
参照乌登-温特沃思粒级标准将沉湖沉积物粒径划分为3个等级：黏粒（＜4 μm）、粉粒（4~63 μm）、砂粒（63~2000 μm）。2个沉积柱中黏粒和粉粒均占90%以上，但对磷形态的控制作用有所不同[13]（图3）。湖区G1沉积柱Ex-P与粉粒存在正相关关系（r=0.53，P＜0.05），这可能是因为黏性矿物具有更大的比表面积，且其中的铁铝键有机复合体所占比例较高，更容易吸附沉积物中易被生物体利用的磷[32]，围垦后该现象不明显。除Ex-P与粒径存在统计学关系外，2个沉积柱中De-P与黏粒呈负相关，与粉粒、砂粒呈正相关关系，说明沉湖沉积物粒径主要通过影响De-P，进而影响TP含量。
围垦前后沉积物含水率、pH和Eh[33]与磷形态的关系表现出明显差异（图3），说明围垦活动已经影响磷的自然赋存特征。G1沉积柱中含水率与Ex-P、De-P呈显著负相关关系（P＜0.05，n=17），与OP呈显著正相关关系（r=0.66，P＜0.01），这说明水文条件的变化可以改变磷形态，而围垦后G2沉积柱中不存在统计学关系，这可能是因为围垦活动导致沉积物孔隙结构遭到破坏，形成新的渗流通道[6]，扰乱沉积物磷与孔隙水的交换路径，影响了磷的赋存模式。
G1沉积柱中的Eh与Fe-P之间呈显著正相关（r=0.80，P＜0.01），而G2沉积柱中不存在相关性，这可能是因为围垦后沉积物表层大孔隙增多，使得地表环境更偏氧化，而Eh的改变会影响铁氧化物形态[34]，进而影响Fe-P释放。此外，围垦后Eh与OP的正相关关系更强（r=0.88＞0.63），说明围垦后的氧化还原条件更利于OP累积。
已有研究表明沉积物磷含量与pH呈现负相关[35]，而围垦活动对此过程中不同形态的磷产生了相反的影响，主要集中体现在Fe-P和OP。与G1相比，围垦后沉积柱中Fe-P与pH之间不存在负相关关系，而OP与pH之间的负相关关系增强（r=-0.66＜-0.57，P＜0.01），结合沉湖围垦后pH略有下降（G1均值为7.76 ± 0.10，G2均值为7.14±0.34），说明此环境不利于Fe-P的赋存而利于OP的累积。
图3G1钻孔（a）、G2钻孔（b）沉积柱中磷形态和理化指标的相关关系
Fig.3Correlation between phosphorus speciation and physicochemical indicators of Borehole G1 （a） and Borehole G2 （b）
2.2.2 铁氧化物形态对Fe-P的影响
前文已经指出，沉积物理化指标的改变影响Fe-P的释放。为了深入研究此过程中的变化，对研究区G1钻孔和G2钻孔的铁氧化物形态进行提取，结果如图4所示。沉积物中无定形氧化铁（Feox1）由于其独特的不饱和四面体结构而具有较大的比表面积，能通过吸附作用与磷结合[34]。G1沉积柱中Feox1含量为3.72~11.5 mg/g，略高于G2沉积柱（2.36~11.1 mg/g），两沉积柱中Feox1含量均表现为随深度增加逐渐增大的趋势；结晶态氧化铁（Feox2）主要通过形成有机-矿物复合体而影响磷的释放，与Feox1相比，Feox2的比表面积相对较小，因此吸附容量更低[29]。在氧化还原条件改变下，Feox1会向Feox2发生转变，影响铁氧化物对磷的固定作用。G1沉积柱的Feox2含量为5.44~12.0 mg/g，略低于G2沉积柱（5.77~12.3 mg/g），结合上文指出围垦后地表Eh更偏向于氧化环境，围垦过程中发生了Feox1向Feox2形态的转变；G1沉积柱中Femag含量为6.45~22.9 mg/g，与G2沉积柱含量相当（4.57~27.0 mg/g），显著高于其他2种铁形态之和。此外铁形态的垂向分布特征与磷形态类似，表明沉湖湿地铁和磷之间存在一定关联。
通过对铁形态与磷形态之间的相关性分析（图4b），发现围垦前后铁氧化物主要控制Fe-P的释放（只与Fe-P存在相关性）。G1沉积柱处于自然状态，此阶段中Feox2与Fe-P呈现正相关关系（r=0.57，P＜0.05），而围垦后沉积物中Feox2增加，对Fe-P的吸附能力明显下降，在图中反映为Fe-P与Feox2存在负相关趋势。此外，有研究发现，pH下降也会导致Feox1向Feox2转化增加[36]，根据本研究尚不能解释围垦过程中Eh和pH对铁氧化物形态的影响强弱，但最终都导致Fe-P的累积减少。
图4沉积柱中铁氧化物形态（a）及Feox2与Fe-P的关系（b）
Fig.4Characteristics of iron oxide in sediments from boreholes（a） and the relationship between Feox2 and Fe-P（b）
2.2.3 有机质特征对OP的影响
沉积柱中OP与TOC含量之间存在显著性正相关关系，且围垦后G2相关系数（r=0.56）大于G1（r=0.53）（图5a）。为了深入探究此过程中有机质对OP的控制作用，本研究借助Matlab对沉湖沉积物样品中的可溶性有机质进行EEM-PARAFAC分析，共识别出3个有机质组分，其中荧光组分C1（Ex/Em=230（310）/404）为微生物源腐殖质[37]，荧光组分C2（Ex/Em=＜200（275）/302）为类蛋白质[37]，荧光组分C3（Ex/Em=250（330）/464）为低分子陆源腐殖质[38]（图5b）。
沉积物中OP与各组分有机质的相关性不明显，说明高OP积累受到各组分有机质的综合影响。荧光指数（FI）和生物源指数（BIX）均能指示有机质的输入来源。整体上看，G1沉积柱中的FI指数均值（1.37）高于G2（1.36），但均小于1.4（图6b），说明二者的有机质大部分来源于陆地、土壤[39]。同时G1沉积柱的BIX低于G2（1.86＜2.03）。上文指出，人类围垦后主要是表层沉积物中的OP累积明显，而G1沉积柱中表层（0~3.5 m）BIX变化范围为1.27~1.61，G2表层BIX为1.67~1.96，这说明围垦后的沉积柱中存在更强的自生源贡献，可能与围垦区存在水稻种植有关。
相对荧光强度在三维荧光分析中主要反映特定有机组分的相对丰度。经历围垦活动后，有机质组分变化中较明显的是表层C1（微生物源腐殖质）含量及其占比增加，C2组分（类蛋白类腐殖质）则减少（图6a），而类蛋白类腐殖质属于大分子化合物，最容易受到微生物降解[40-41]。G2沉积柱表层的新鲜度指数更高，也说明其微生物更加活跃，新有机质生成较多[37]。因此，围垦后除较高的人类活动和化肥输入外，微生物作用更剧烈，表层新鲜有机质累积也是导致OP含量高的重要因素。
图5沉积柱中TOC与OP的关系（a）及有机质三组分荧光光谱图（b）
Fig.5Relationship between TOC and OP in sediments from boreholes （a） and fluorescence spectra images of three components identified by PARAFAC （b）
图6沉积柱中的有机质组成（a）和光谱指数（b）
Fig.6Organic matter composition （a） and fluorescence indexes （b） in sediments from boreholes
图7不同钻孔沉积物的吸附热力学过程
Fig.7Thermodynamic processes of adsorption of sediments from different boreholes
2.3 围垦驱动下沉积物磷吸附能力的差异
采用2个钻孔中同一深度、相同沉积环境处的沉积物进行不同浓度下的吸附热力学实验，以探究围垦后沉积物的最大吸附容量及磷释放能力是否受到影响。由图7可以看出，在各浓度梯度下，G1钻孔的磷平衡吸附量始终大于G2，且随着磷浓度的增加逐渐升高，相同时间下两沉积物的磷吸附量差异逐渐增大。采用修正的Langmuir等温吸附模型对G1和G2钻孔磷吸附平衡过程进行拟合，以得到相关拟合参数。
由表2可知，两钻孔沉积物的等温拟合系数分别为0.980和0.961，说明修正后的Langmuir拟合模型可以很好地描述这些沉积物的磷吸附行为。EPC0通常用于评估水土界面的磷交换行为，其值越高说明向上覆水中释放的风险更大[3]，G1钻孔的PAC为1.03 mg/g，为G2的1.42倍，EPC0却仅为0.102 mg/L，仅占G2的27%，说明G1沉积物的吸附能力更强，是良好的磷库。G2沉积物的PAC和DPS均较小，说明沉积物的最大吸附容量较小，对磷的吸附能力更弱，同时G2沉积物的EPC0较高，说明具有较高的“磷源”功能，向水中释放的可能性更大。近30年来，东部的平原湖区由于围垦受破坏的湖泊有102个[5]，现在都成为人类活动密集的农业用地或其他用途。围垦区不仅存在较高的磷释放风险，也存在高人为磷输入，这些变化对湖泊水体环境的影响将是深远的。这表明应及时恢复围湖区域的占用，一方面减少污染源，另一方面增加自然环境对污染物的削减和净化能力，同时也说明了“退田还湖”政策的必要性。
表2修正后的Langmuir等温吸附模型拟合参数
Tab.2 Parameters of phosphorous adsorption in sediments by modified Langmuir equation
3 结论
1）湖区（G1）沉积柱中TP含量为415~794 mg/kg，平均含量为622 mg/kg，围垦区（G2）沉积柱中TP含量为362~873 mg/kg，平均含量为640 mg/kg。钙结合态磷（Ca-P）和闭蓄态磷（De-P）是沉积物磷的主要赋存形态，两种形态磷含量之和在G1和G2沉积柱中均占TP含量的70%以上。围垦活动对沉积物磷的影响主要体现在生物有效磷（BAP）上，表现为：2个沉积柱的可交换态磷（Ex-P）存在极显著差异（P＜0.001）；G2沉积柱中Fe-P含量空间异质性更强（含量是G1的1.52倍）；G2沉积柱中OP含量在表层大量累积（占TP含量的51%），因此表层BAP含量最高。
2）磷的赋存特征受沉积物理化性质影响，围垦后含水率下降使得Ex-P含量与围垦前相比存在明显差异；低pH和高Eh环境使铁氧化物中无定形氧化铁（Feox1）向结晶态氧化铁（Feox2）转化增加，造成沉积物对Fe-P吸附减弱；除人类活动和化肥输入外，围垦后微生物活动增强也会影响OP的累积，具体机制有待深入研究。
3）吸附热力学实验表明，相同沉积环境下，G2钻孔中的沉积物PAC和DPS为0.726 mg/g和10.6%，低于G1钻孔沉积物，G2钻孔中的磷吸附平衡浓度（EPC0）为0.378 mg/L，远高于G1钻孔沉积物。说明围垦活动导致沉积物中磷的释放风险增加，表现出“磷源”的特征，严重影响水环境安全，建议在此类区域加强对内源磷的管理，必要时进行退田还湖。
① 数据来源于武汉市生态环境局《2024年1月武汉市地表水环境质量状况》。
