研究揭示大型水庫消落帶磷穩定性調控機制

　　磷是水生態系統富營養化的關鍵限制性養分，其遷移、轉化與歸趨直接影響水環境質量和生態安全。隨著大型水壩不斷增加，河流水動力條件、泥沙輸運及沉積物中的生物地球化學過程發生深刻改變，影響了水體—沉積物系統磷的循環過程及時空格局。目前，水庫長期運行下消落帶磷穩定性的變化規律仍缺乏系統認識。

　　近日，中國科學院成都山地災害與環境研究所研究團隊以三峽水庫消落帶為研究對象，結合長期水文泥沙監測資料以及室內磷吸附—解吸附實驗，揭示了水庫長期運行過程中，水體與沉積物磷的遷移富集規律及內源磷穩定性協同調控機制。

　　結果表明，隨著三峽水庫及其上游梯級水庫相繼建成運行，入庫和出庫輸沙量明顯下降，水動力條件減弱，造成泥沙分選作用增強，細顆粒泥沙比例持續增加，逐漸形成新的泥沙輸運平衡狀態。在此過程中，水庫運行促進了水體磷向沉積物中的遷移和累積。與完全運行前相比，穩定運行階段水體磷濃度下降約28％，而消落帶沉積物總磷增加約1.3倍，并呈現持續上升趨勢。空間分布上，水體磷濃度沿庫區向壩前逐漸降低，而沉積物中磷含量不斷增加，形成“水體降低、沉積物增加”的特征。細顆粒泥沙沉積不僅提高了沉積物比表面積，還促進鐵、鋁等金屬氧化物及有機質富集，進而驅動沉積物磷的形態轉化，最終增強了沉積物對磷的固定能力，使其成為內源磷循環的“緩沖器”。

　　研究明確了大型水庫運行下，細顆粒泥沙累積與沉積物磷形態轉化協同提升消落帶磷穩定性的關鍵機制，為大型水庫富營養化風險防控及庫區水質管理提供了重要理論依據。

　　相關研究成果發表在《水研究》（Water Research）上。研究工作得到西藏自治區科技計劃項目和四川省科技計劃項目等的支持。