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河道作为流域系统的一部分，具有净化水体、营养物质输送、水路运输、生态保护等功能。山区河道由于地质结构复杂和气候条件悬殊，污染物在其中的迁移转化规律有待了解。在河道生态系统中，急流-深潭-河滩系统形态结构影响其环境这是已经证明了的，急流-深潭-河滩系统独特的形态结构在维持河床稳定、河道功能及网间带生物多样性等方面具有重要意义。 本研究以都柳江为研究对象，通过调查发现天然河道具有“急流-深潭-河滩系统”结构单元，并在上游、中游、下游不同河段，随着河流的延伸，“急流-深潭-河滩系统”结构单元会重复出现。具体研究中，分别确定上、中、下游3个连续的“急流-深潭-河滩系统”，测定每个系统中不同结构成分，即急流、深潭、河滩底质中营养盐和重金属污染状况，分析“急流-深潭-河滩系统”单元中不同结构成分营养盐和重金属含量的变异性，并通过实验室静态模拟不同环境影响因子作用下底质氮素内源污染释放特征，评价底质重金属污染状况。 结果表明：（1）都柳江所有“急流-深潭-河滩系统”底质总氮含量在0.41-2.93g/kg之间，均值为1.26g/kg；总磷含量在0.054-0.573g/kg之间，均值为0.233g/kg；有机质含量在8.79-32.76g/kg之间，均值为19.15g/kg。据US EPA制定的富营养底质分类标准，都柳江底质总氮平均水平为中度污染，个别采样点已达到重度污染；总磷则远低于该标准制定的最低限度属于无污染到轻度污染。从河道“上游-中游-下游”结构形态来看，总氮和总磷表现为：上游>下游>中游；有机质表现为：中游>上游>下游。从河道“急流-深潭-河滩”结构形态来看，总氮表现为：深潭>急流>河滩；总磷和有机质表现为：急流>河滩>深潭。河道形态结构因子中，深潭面积和河滩面积是影响底质总氮蓄积的主要因子。 （2）实验室静态模拟实验中，都柳江急流和深潭底质氮素均对上覆水体具有释放作用，深潭底质总氮平均每日释放速率为183.76mg/m2/d；硝酸盐氮为63.17mg/m2/d，占总氮的34％；氨氮为56.65mg/m2/d，占总氮的31%。急流底质总氮释放速率为113.55mg/m2/d，硝酸盐氮为25.35mg/m2/d，占总氮的22%；氨氮为27.73mg/m2/d，占总氮的24%。另外，底质向上覆水体释放氮素的过程受到上覆水体自身氮素浓度的限制，上覆水体富营养程度越低，越有利于底质氮素的释放；低溶解氧时促进底质氮素的释放，高溶解氧时则对底质氮素释放有一定的抑制作用；光照不利于底质氮素的内源释放；温度越高越有利于底质氮素向上覆水体释放；pH值对底质氮素释放具有重要的影响，一般情况下pH值越高越不利于底质氮素的释放。（3）不同季节都柳江“急流-深潭-河滩”系统7种重金属含量由大到小均表现为：Zn>Cr>As>Pb>Cu>Cd>Hg。通过综合污染指数（P）评价表明都柳江流域处于轻度污染到中度污染状态；潜在生态危害指数评价(RI)表明都柳江处于轻微潜在生态危害到强潜在生态危害等级；地累积指数方法（Igeo）评价表明As污染较为严重。不同季节三种指数评价方法均表明都柳江上游急流和深潭处（JL上和ST上）、下游河滩处（HT下）受污染程度明显大于其它采样点。利用都柳江典型河道形态结构因子与底质重金属分布进行相关性分析结构发现，在不同河道形态结构中，弯曲系数、深潭面积、河滩面积和砾石粒径都是影响底质重金属分布的主要河道形态结构因素，它们与重金属在整个河道底质中的迁移存在重要关系。