三峡水利枢纽工程举世瞩目,具有防洪、发电、航运等综合效益,是对长江开发治理的主干工程。三峡工程分别在2003年6月首次成库,2006年10月和2008年11月分别完成二期蓄水和三期“175m试验性蓄水”,于2010年10月26日首次到达175m水位的设计目标。三峡库区首次蓄水后部分支流和回水区出现了藻类水华等水体富营养化问题。磷作为藻类种群和密度主要限制性因子,其含量的增加导致藻类大量生长。由于三峡库区周期性运行,年水位落差达30m,岸边土壤和沉积物也逐步积累大量的磷元素,在一定的环境动力作用下,有可能再次释放到水体中。而三峡库区作为我国特大型水库,其反季节的淹水和落干(冬蓄夏调),加上消落带分布面积之广,这些特点都使得有必要对库区土壤磷含量和磷库大小、赋存形态进行估算和了解,将有助于探究磷循环对库区生态环境系统的影响,并揭示磷库的影响因子。为此,本文根据三峡库区(重庆段)消落带面积、土壤类型、植被覆盖、坡度等因素,对库区消落带土壤和沉积物样品进行了系统采集,共采集样品521个(包含180m未淹水高程作为对照),测定了土壤和沉积物中磷素水平和赋存特征,估算了库区消落带土壤和沉积物磷库库容和组成。获得主要结论如下：1.消落带土壤磷素分布特征(1)三峡库区土壤(沉积物)中总磷含量在60.04mg·kg-1-2271.31mg·kg-1,平均含量为(502.37±204.92)mg·kg-1。其中消落带土壤样品含量在60.04mg·kg-1-1157.04mg·kg-1,均值为(484.27±206.85)mg·kg’；消落带沉积物样品含量在131.15mg·kg-1-1078.78mg·kg-1,均值为(523,08±152.53)mg·kg-1。(2)从行政区域上看,不同地区总磷含量表现出较大差异,总磷含量均值较高的地区是长寿和涪陵地区,分别达到(699.13±169.16)mg·kg-1和(633.57±217.11)mg·kg-1；总磷含量均值较低的是忠县和开县,分别为(437.61±185.06)mg·kg-1和(431.64±128.05)mg-kg-1。从流域位置上看,干流消落带总磷含量均值最大出现在涪陵消落带,最小值出现在奉节消落带；在支流消落带总磷含量均值最大值出现在长寿,最小值出现在开县消落带；在交汇消落带总磷含量均值最大值出现在涪陵和长寿,最小值出现在忠县消落带。不同高程上看,150m高程总磷含量均值相对较高,消落带沉积物总磷含量均值高于土壤。(3)对不同土壤类型而言,消落带总磷含量均值由大到小依次是紫色土>黄色石灰土。不同坡度分布上看,总磷含量均值表现为随坡度的增加而减小。消落带土壤磷素含量因土地利用类型的不同而异,总磷含量均值由大到小依次为农地>草地>其他(主要是荒地)>林地。2.磷库库容运用GIS技术,在核算消落带面积的基础上,对不同区域、不同高程土壤磷库库容进行了估算,结果表明三峡库区重庆段长寿、涪陵、丰都、忠县、石柱、万州、开县、云阳、奉节、巫山十个区县消落带表层20cm土壤和沉积物中磷库总库容量为43058.04t,其中涪陵消落带磷库库容最大(7685.26t),石柱消落带磷库库容最小(1052.56t)。各地区在三个高程消落带磷素储量也不同,145m-155m消落带储量达15702.42t,占到总量的36.47%,其中最大的是涪陵消落带(3298.81t),最小的是长寿消落带(145.95t)。155m-165m消落带磷库储量达13827.87t,占到总量的32.11%,其中最大的是涪陵消落带(2506.65t),最小的是石柱消落带(281.58t),165m-175m消落带磷库储量为13527.74t,占到总量的31.42%,其中最大的是开县消落带(2965.15t),最小的是石柱消落带(249.29t)。3.消落带土壤(沉积物)磷素赋存形态根据典型样品测定的磷形态结果,表明库区消落带土壤和沉积物主要以钙磷形态存在,其次是有机磷,而铁/铝-磷含量最少。无机磷含量在91.65mg-kg-1-859.84mg·kg-1之间,占总磷含量的32.70%～94.77%；其中铁/铝磷含量为11.18mg·kg-1-299.87mg·kg-1,占无机磷含量的3.81%～55.95%；钙磷含量为61.32mg·kg-1-635.77mg·kg-1,占无机磷含量的44.05～96.19%。而有机磷含量为29.11mg·kg-1-381.310mg·kg-1,占总磷含量的5.23%～.67.30%。4.磷素赋存影响因素根据典型样品测得的不同形态铁、铝、锰含量、溶解性有机质含量及其紫外-可见光谱特征,用以评价土壤理化性质与库区土壤和沉积物磷赋存特征间的关系。不同磷形态与pH值、有机质、溶解性有机质、铁铝锰均有一定的影响,表现为：总磷与pH值呈负相关关系、与有机质呈显著正相关关系；铁／铝-磷与pH值呈显著负相关关系、与有机质呈显著正相关关系；有机磷、Olsen-P均与有机质呈显著正相关关系。总磷、无机磷、铁/铝-磷与溶解性有机质浓度之间存在相关性关系。总磷、无机磷、铁/铝-磷与UVA、UVB、 UVC、UVR波段s值的相关性关系表明,一些有较高分子量、腐殖化程度、疏水组分和较高芳香性结构的溶解性有机质与土壤和沉积物中总磷、无机磷、铁/铝-磷的赋存呈正相关关系。此外,从磷与土壤中金属及其氧化物之间的关系上看,总磷、无机磷以及铁/铝-磷与无定形铁、有机络合态铁有正相关关系,有机磷与有机络合态铝、有机络合态锰则呈显著正相关关系。5.Olsen-P含量及对水环境风险对全部采集的土壤和沉积物中Olsen-P含量进行测定,用以评价三峡库区消落带土壤和沉积物磷素对水环境安全的影响。三峡库区消落带土壤和沉积物中磷含量受周期性淹水等环境变化影响,在空间分布上存在较大差异。从所得结果可知：消落带土壤和沉积物有37.61%的样本对水环境质量影响极小,有36.09%的样本对水环境有轻微影响；有23.48%的样本Olsen-P含量在20mg-kg-1-40mg·kg-1,即这部分样本向水体释放磷的危险较大,并应作为一般防范区；有1.30%的样本其Olsen-P含量大于40mg-kg-1,这部分样本极易通过渗漏或径流等途径污染水源。综上,本研究内容揭示了三峡库区(重庆段)土壤及沉积物中磷素赋存状态及特征,为研究库区消落带土壤及沉积物磷素对水环境影响等提供基础数据支撑。