底泥反复扰动条件下可被生物利用颗粒态磷的再生及转化机制的研究

浅水湖泊中，底泥扰动究竟是"促进了"还是"延缓了"水体富营养化发展进程仍存在较大争议，争议实质是人们对BAP的重要组成-可被生物利用颗粒态磷（BAPP）-在扰动状态下的再生及转化机制仍不明确。本项目针对浅水湖泊底泥扰动频繁和相邻底泥扰动对磷迁移转化存在内在联系的特点，提出"底泥反复扰动"模式，以32P为示踪剂，重点围绕影响BAPP再生及转化的颗粒态磷(PP)生物有效性及其数量分布，深入探讨单一和多重影响因子条件下内源磷的转化和交互作用，识别关键诱发和控制因子，阐明底泥扰动对内源磷转化的作用机制，描述其转化过程及转化途径，构建底泥扰动-内源磷转化-颗粒态磷生物有效性响应的定量关系；阐明PP数量分布对底泥扰动的响应机制；阐明底泥反复扰动下BAPP的再生及转化机制，构建底泥扰动-BAPP响应定量关系。最终为解释底泥扰动在浅水湖泊富营养化发展进程中的作用机制这一科学问题提供理论依据。

浅水湖泊中, 磷是水体发生富营养化的关键因子。在国家自然科学基金面上项目（编号：51178284）的资助下，课题组围绕反复扰动下可被生物利用颗粒态磷（BAPP）的定量表征方法、BAPP与悬浮物上不同形态磷间的相互关系、内源磷迁移转化规律、相邻扰动对BAPP的作用机制，开展深层次的基础研究，重点突破反复扰动下BAPP的转化机制，以阐明扰动对BAPP再生和转化的影响、探明BAPP与不同形态磷相互关系、描述内源磷转化途径和转化过程为研究内容，完成了课题的各项研究内容，深化了对浅水湖泊中BAPP对风浪扰动的响应的科学认识，达到了预期目标。.课题组选择太湖中梅粱湾和月亮湾作为监测对象，对上覆水及沉积物中不同形态磷的变化进行了年际监测，积累了有关浅水湖泊扰动下水体和沉积物的大量信息数据；构建了底泥扰动强度、扰动时间、扰动频率等实验体系等模拟实验，研究了扰动状态下磷在上覆水、间隙水、悬浮物、沉积物中的变化规律，结合理论分析，对BAPP再生和转化对反复扰动的响应机制进行了进一步深入的总结和阐述。.课题研究形成了以下主要成果：悬浮物上BAPP与NH4Cl-P、Fe/Al-P、Ca-P、AAP之间的相关性在不同季节是不一致的，初步构建了BAPP与悬浮物上不同形态磷（NH4Cl-P、Fe/Al-P、Ca-P、AAP）间的定量关系；太湖年际监测表明，上覆水中TP、PP、DTP、DIP和BAP的含量均呈现出“夏秋高”、“冬春低”的趋势；对磷在水体、沉积物、悬浮物三者间迁移转化规律进行了深入探索，初步描述了磷在泥水界面的迁移转化途径和过程，阐明了悬浮物上不同形态磷数量分布规律与颗粒态磷生物有效性的响应机制，初步明晰了相邻扰动对上覆水、沉积物、悬浮物上不同形态磷变化的影响以及BAPP对相邻扰动的响应机制，对比分析认为颗粒物质间摩擦力可能是诱发内源磷发生转化的关键因素，并提出了“以水为媒介”的内源磷形态转化机制；初步明晰了悬浮物粒径对水体中不同尺度形态磷的影响；阐明了藻类与扰动共存体系下颗粒物质物理化学吸附与藻类生物吸收对水体中磷消失的贡献率，结合两者对水体磷消失的贡献率（前者占90%远大于后者），可作为风浪扰动“延缓了”水体富营养化发展进程的主要证据；发现了不同藻类对沉积物中不同形态磷的利用程度不同，进一步证实了部分Ca-P可以被藻类利用，从而提出了沉积物中生物有效磷（BAP）的计算应加入可