沉积物是湖泊及其流域中营养盐和其他污染物的重要归宿和蓄积库,研究表明：水体中氮、磷等营养物增加是引起湖泊富营养化的主要因素,碳、氮、磷的过量输入,长期积累,使湖泊沉积物成为难削减的内源负荷。当湖泊系统的环境条件发生变化,这些内源负荷会通过扩散、对流、沉积物再悬浮等过程向上覆水体释放,造成“二次污染”现象,严重影响湖泊上覆水水体的质量。沉积物能间接的反映出水体污染情况,研究湖库沉积物中氮、磷、有机质的含量及分布特征对控制湖泊水体内源负荷和生态系统状况有重要指导意义。南四湖作为南水北调东线工程最重要的水源调蓄地和京杭大运河最重要的航运路段,对其开展沉积物氮、磷、有机质的分布特征及其相关性的研究尤为重要。本文以南四湖四个不同湖区为研究对象,利用柱状沉积物采样器获取原位沉积物柱样,获取了湖库沉积物中氮、磷、有机质的含量及分布特征,同时,利用Peeper间隙水采集器和传统离心法获取沉积物间隙水,分析其PO43--P的分布特征,并将两种方法进行比较,在此基础上,分析探讨沉积物磷形态与间隙水正磷酸盐的相关性。通过野外现场测量和室内模拟实验相结合,重点研究了南四湖水土界面底泥-间隙水-上覆水复合体系的物理化学过程及营养盐交换机制,并获得了以下主要结论：(1)南四湖沉积物含有丰富的氮且空间差异性显著,总体呈北高南低的趋势,南阳湖区(NSH1) TN含量最高,表层30cm沉积物平均含量达2471mg.kg-1,这与南四湖北部距济宁市区较近,受污染较重有关。南四湖沉积物TP含量由大到小的顺序依次是NSH1>NSH2>NSH4>NSH3,其中,IP含量最高,约占TP含量的71-90%,沉积物各磷形态在垂向分布上比较复杂,规律性不明显。(2)南四湖四个湖区沉积物有机质(LOI)平均含量为4.66～9.00%,同TN和TP显著相关,说明南四湖沉积物氮、磷在沉积行为上具有一定相似性,且沉积物中氮磷可能主要来自湖泊沉积物有机质的矿化,TP与IP的相关性显著,与OP的相关性不显著,表明TP的增加主要来源于无机磷中的Fe/Al-P和Ca-P。(3)在表层沉积处,南四湖离心法获取沉积物间隙水含量有随深度增加而增加的趋势,表明沉积物水界面存在较高的浓度梯度,具有向上覆水体释放的潜力。NSH1点间隙水PO43--P含量最大值出现在7cm处,达到1.98mg.L-1,平均含量0.84mg.L-1。四个采样点位中,NSH1含量最高,其余三个采样点间隙水PO43--P含量明显较低。NSH2夏季最大值出现在5cm处,0.21mg.L-1,平均值为0.15mg.L-1.NSH3最大值在5cm处,0.41mg.L-1,平均值为0.2mg.L-1.NSH4最大值在3cm处,为0.17mg.L-1,平均值为0.11mg.L-1.Peeper法获取间隙水中P043--P的平均含量比传统离心法高出约20%,且相关性很好,两种方法获取间隙水的研究结果一致表明,南四湖沉积物Fe/Al-P和Ca-P与间隙水P043--P的含量具有显著正相关。(4)Peeper法与离心法分别获取不同湖区间隙水,利用分子扩散模型计算出NH4+-N和P043--P的释放速率分别为3.69-4.51mg·(m2·d)-1、0.24-0.66mg·(m2·d)-1和2.54-4.16mg·(m2·d)-1和0.04-0.51mg·(m2·d)-1,同一采样点,Peeper法计算出释放速率比传统离心法高出约20%。通过静态释放实验获得的NH4+-N和P043--P释放速率在空间分布上与间隙水分子扩散模型计算出的结果相一致,但前者明显大于后者,将其进行比较,氮和磷的R/F值分别为0.84-2.64和2.03-13.79,表明原柱样静态模拟实验进行内源释放速率估算时,可能比分子扩散模型法计算的结果更接近于实际情况。