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| 宁夏第三排水沟沉积物磷形态及其释放风险研究 |
| Study on sediment phosphorus forms and their release risk in the Third Drain of Ningxia |
| 投稿时间：2026-05-21 修订日期：2026-07-23 |
| DOI： |
| 中文关键词: 沉积物 磷形态 释放通量 随机森林 |
| 英文关键词: sediments phosphorus fractions release flux random forest |
| 基金项目:宁夏重点研发项目（2020BEB04008）；宁夏自然科学基金项目（2023AAC03055） |
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| 中文摘要: |
| 农业非点源污染引发的内源磷释放是水体富营养化的重要诱因。以宁夏第三排水沟为对象，于2023年3月（枯水期）、7月（丰水期）和11月（平水期）采集典型样点的上覆水与表层沉积物，分析环境因子对磷形态及释放通量的影响。结果表明：宁夏第三排水沟上覆水呈弱碱性，磷形态以水体溶解性总磷（W-DTP）为主，其中水体溶解性磷酸盐（W-SRP）占W-DTP比例最高达73.33%。沉积物总磷（S-TP）含量范围为770.00~1 715.00 mg·kg-1，空间分布表现为惠农段S-TP显著高于贺兰段和平罗段（P<0.05）。第三排水沟沉积物磷形态中沉积物无机磷（S-IP）是主要成分，其中沉积物铁铝结合态磷（S-Fe/Al-P，658.14 mg·kg-1）>沉积物钙结合态磷（S-Ca-P，488.74 mg·kg-1）>沉积物易交换态磷（S-Ex-P，92.43 mg·kg-1）。根据环境因子对磷形态的Mantel检验以及冗余分析(RDA)得到，沉积物氧化还原电位（S-ORP，28.7%）、水温（W-T，25.13%）、水体总氮（W-TN，18.38%）、水体氧化还原电位（W-ORP，6.58%）对各磷形态的解释率最高，是影响磷形态分布的关键因子。宁夏第三排水沟沉积物磷释放通量范围在0.000 26～0.579 24 mg·m-2·d-1，均值为0.097 17 mg·m-2·d-1，7月（0.231 19 mg·m-2·d-1）释放通量显著高于3月（0.020 74 mg·m-2·d-1）和11月（0.039 57 mg·m-2·d-1）（P<0.05）。随机森林模型变量重要性排序表明，水体总磷（W-TP）、W-T、S-ORP重要性占比分别为29.21%、26.75%和26.14%。研究表明，氧化还原环境、水温及外源营养盐输入共同驱动宁夏第三排水沟沉积物磷活化与释放过程，夏季是内源磷释放及富营养化风险最高时期。 |
| 英文摘要: |
| 1. 机制量化创新：耦合多元统计与随机森林模型，定量揭示了宁夏灌区排水沟磷形态分布及释放通量的主控因子，精准量化出S-ORP、水温、水体氮盐的驱动贡献度，厘清了氧化还原环境与水温协同调控沉积物磷活化的内在机制，突破传统定性分析局限。
2. 时空规律创新：基于枯、丰、平三期系统监测，首次明确宁夏第三排水沟内源磷释放的季节差异特征，精准证实夏季丰水期为内源磷释放与富营养化最高风险时段，填补干旱灌区沟渠内源磷动态释放的量化数据。系统阐明研究区水体、沉积物磷赋存主导形态，明确高磷污染重点区段。 |
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