蘇爭(zhēng)光，馮慕華，， ，， ，文朝

(1：蘇州科技學(xué)院，蘇州 215009) (2：中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008) (3：云南省玉溪市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，玉溪 653100) (4：云南省玉溪市澄江縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，玉溪 653100)

撫仙湖位于云貴高原云南省的中部，屬于典型的斷陷型深水湖泊，面積211km2，最大水深155m，是滇中地區(qū)水質(zhì)最好、水量最大的淡水蓄積庫(kù)[1].但從1980s以來(lái)?yè)嵯珊臓I(yíng)養(yǎng)水平在不斷提高[2].撫仙湖流域磷礦資源的開發(fā)利用、農(nóng)田化肥流失導(dǎo)致入湖磷污染物大量增加，造成撫仙湖水質(zhì)下降[3].湖、庫(kù)沉積物是氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的重要蓄積庫(kù)，在一定條件下又是潛在的二次污染源[5].在湖泊外源磷污染得到控制后，磷的內(nèi)源負(fù)荷受到越來(lái)越多的關(guān)注[4-5].

沉積物內(nèi)源磷的釋放受到眾多環(huán)境因素的影響，在不同的沉積物擾動(dòng)、間隙水磷濃度、pH、溫度、氧化還原條件、光照、微生物等物理、化學(xué)及生物作用下，會(huì)表現(xiàn)出不同的遷移轉(zhuǎn)化特征[6-8].其中微生物作用是沉積物內(nèi)源磷釋放的重要因素[9].孫曉杭等[10]的研究表明微生物在沉積物內(nèi)源磷的釋放過(guò)程中起著重要作用；葉琳琳等[11]研究了巢湖沉積物微生物在磷循環(huán)中的作用，發(fā)現(xiàn)微生物可以直接或者間接影響沉積物中磷形態(tài)的相互轉(zhuǎn)換.李寶等[12]對(duì)滇池福保灣間隙水氮、磷分布和沉積物微生物間相互關(guān)系進(jìn)行了研究，認(rèn)為微生物是影響沉積物中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽形態(tài)轉(zhuǎn)化的重要因素之一.在撫仙湖的沉積物中也發(fā)現(xiàn)了磷釋放的現(xiàn)象[13].本文通過(guò)對(duì)撫仙湖不同污染來(lái)源沉積物中微生物生物量、堿性磷酸酶活性和沉積物微生物解磷能力的垂直分布特征進(jìn)行分析，探討其中的磷在微生物作用下的釋放潛力.

1 材料和方法

1.1 樣品采集

圖1 撫仙湖采樣點(diǎn)位置Fig.1 Location of sampling sites in Lake Fuxian

在撫仙湖北部湖區(qū)分別代表水土流失污染區(qū)[14]、農(nóng)業(yè)面源污染區(qū)[15]、磷礦開發(fā)污染區(qū)[16]和輕污染區(qū)的尖山河口(24°35′33″N，102°52′57″E)、梁王河口(24°37′47″N，102°52′57″E)、東大河口(24°37′31″N，102°55′38″E)、老凹嘴(24°36′01″N，102°56′35″E)及其湖心最深處(24°35′10″N，102°54′02″E)和南部湖區(qū)的隔河口(24°22′54″N，102°49′38″E)布設(shè)沉積物采樣點(diǎn)(圖1)，于2012年5月用深水重力采泥器(φ11cm)采集沉積物柱狀樣.由于沉積物物理性狀不同，所采集沉積物深度也有所不同.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定采樣點(diǎn)水深、透明度，并測(cè)定沉積物上覆水溶解氧(DO)、總磷(TP)濃度.

1.2 樣品的處理與測(cè)定

1.2.1 樣品的處理 沉積物樣品采集后運(yùn)回?fù)嵯珊卑兜闹袊?guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所撫仙湖工作站于陰暗處?kù)o置2h后分樣.各沉積物表層0～4cm按0.5cm進(jìn)行分層，4cm以下按1cm分層.將分層樣品依次放入聚乙烯自封袋中，排出空氣，冷藏保存.部分樣品冷凍干燥后研磨過(guò)200目篩，備用.

1.2.2 樣品的測(cè)定 水深、透明度和DO分別用測(cè)深儀、塞氏盤和碘量法直接測(cè)定，TP用鉬銻抗比色法測(cè)定(各采樣點(diǎn)基本理化性狀見表1).沉積物有機(jī)質(zhì)(OM)依據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法(GB/T 9834-1988)測(cè)定.沉積物生物量碳采用氯仿熏蒸-硫酸鉀提取的方法進(jìn)行測(cè)定[17].

解磷細(xì)菌和細(xì)菌總數(shù)的計(jì)數(shù)采用林啟美等的方法[18]，解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌固體培養(yǎng)基為：葡萄糖10g、酵母粉0.5g、CaCl20.1g、MgSO4·7H2O 0.3g、蒸餾水1000ml、瓊脂20g，滅菌，臨用時(shí)每50ml中加入10ml 10%的CaCl2和1ml 10%的K2HPO4，調(diào)節(jié)pH為7.0.解有機(jī)磷細(xì)菌固體培養(yǎng)基為：蛋白胨10g、牛肉膏3g、NaCl 0.5g、瓊脂18g、蒸餾水1000ml，pH 7.2，滅菌，臨用前每50ml中加入新鮮蛋黃液3ml(蛋黃與無(wú)菌生理鹽水等比例混合).按照常規(guī)10倍稀釋法稀釋表層1cm處沉積物樣品，分別取10-4、10-5、10-63個(gè)稀釋梯度的樣品50μl涂布于無(wú)機(jī)磷(IP)和有機(jī)磷(OP)固體培養(yǎng)基平板上，有機(jī)磷培養(yǎng)基在28℃培養(yǎng)2d，無(wú)機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)7d.具有透明溶磷圈的菌落視為具有解磷活性的菌落，計(jì)解磷細(xì)菌數(shù)量；而沒有透明圈的菌落視為一般細(xì)菌，一般細(xì)菌和解磷細(xì)菌的總和計(jì)為細(xì)菌總數(shù).

堿性磷酸酶活性(APA)采用略加改動(dòng)的Anupama方法測(cè)定[19]：稱取約相當(dāng)于0.2g干重的沉積物鮮樣，加入4ml pH為8.0的三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽(Tris-HCl)中，振蕩混合均勻后超聲處理45s.在混合物中加入1ml對(duì)硝基苯酚(pNPP)溶液作為底物，完全混合后在37℃水浴中加熱反應(yīng)1h.反應(yīng)完全后加入1ml 1mol/L NaOH溶液使反應(yīng)停止.以5000轉(zhuǎn)/min的速度離心10min，收集上清液，以不加沉積物的反應(yīng)體系為空白，然后用紫外可見分光光度計(jì)在410nm下測(cè)定吸光度.測(cè)定沉積物含水率，APA以每小時(shí)每千克干重沉積物產(chǎn)生的對(duì)硝基苯酚毫克數(shù)表示.

解磷能力依照申琳子等所用的方法進(jìn)行測(cè)定[20]，將稀釋度為10-1的沉積物樣品懸浮液1ml接種到滅菌的有效磷培養(yǎng)基中，于30℃恒溫箱中培養(yǎng)21d.取出過(guò)濾，濾液中加入0.1mol/L HCl 15ml，振蕩15min后加入無(wú)磷活性炭1g，充分搖勻，減壓過(guò)濾至濾液清亮.用鉬銻抗比色法測(cè)定濾液中磷含量，分別表征無(wú)機(jī)解磷菌的解磷能力和有機(jī)解磷菌的解磷能力.其中有效磷培養(yǎng)基采用蒙金娜培養(yǎng)基：葡萄糖10g、(NH4)2SO40.5g、MgSO4·7H2O 0.3g、CaCO35.0g、NaCl 0.3g、KCl 0.3g、FeSO4·7H2O 0.03g、MnSO4·4H2O 0.03g、蒸餾水1000ml.每30ml培養(yǎng)基中，有機(jī)磷培養(yǎng)基中加入卵磷脂酒精溶液1ml，無(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基中加入羥基磷灰石50mg，于110℃滅菌30min.

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器和數(shù)據(jù)分析

所用儀器主要有凍干機(jī)(LABCONCO)、離心機(jī)(Avanti Centrifuge J-26XP，貝克曼公司，美國(guó))、紫外可見分光光度計(jì)(島津UV2450-日本)、無(wú)菌操作臺(tái)和生化培養(yǎng)箱(QHZ-98A，太倉(cāng)市華美生化儀器廠).

采用Excel 2007對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并用Origin 8.5繪制數(shù)據(jù)圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 采樣點(diǎn)沉積物理化特征

各個(gè)采樣點(diǎn)的沉積物隨來(lái)源的不同特征也有所不同.在撫仙湖尖山河流域，水土流失嚴(yán)重，入湖泥沙是尖山河口的主要沉積物.梁王河口主要受到農(nóng)業(yè)面源的污染，其沉積物主要來(lái)自農(nóng)村生活污水和農(nóng)業(yè)排水[15].東大河口由于流域磷礦的開采和加工，沉積物中礦物成分較多[16].而老凹嘴附近沒有河流注入，其沉積物主要是自然沉降的產(chǎn)物.湖心接受來(lái)自各方面的沉積物，是各種污染物的總匯.而南部湖區(qū)的隔河接受來(lái)自富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的星云湖的泄水[22]，其沉積物中含大量有機(jī)質(zhì).

從各采樣點(diǎn)基本理化性狀分析結(jié)果可以看出(表1)，各采樣點(diǎn)沉積物上覆水TP濃度范圍為0.015～0.042mg/L，屬于湖庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)(GB/T 3838-2002)，而撫仙湖全湖水質(zhì)屬于水環(huán)境質(zhì)量I類標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明撫仙湖湖底存在磷釋放現(xiàn)象.各個(gè)采樣點(diǎn)沉積物pH均在7左右，除隔河口和尖山河口沉積物呈弱酸性外，其它采樣點(diǎn)沉積物均呈弱堿性.從沉積物磷的形態(tài)來(lái)看，沉積物中總磷主要成分為無(wú)機(jī)磷，最高濃度出現(xiàn)在東大河口；隔河口沉積物總磷濃度也較高，而且有機(jī)磷含量高于其它采樣點(diǎn).

表1 撫仙湖采樣點(diǎn)上覆水和沉積物基本理化性狀

a 參考文獻(xiàn)[21]的數(shù)據(jù).

沉積物有機(jī)質(zhì)含量是反映湖泊營(yíng)養(yǎng)水平的重要指標(biāo)之一，在一定程度上能夠衡量湖泊的污染程度.撫仙湖不同沉積物有機(jī)質(zhì)含量存在差異(圖2)，但垂向分布趨勢(shì)較為相似，基本表現(xiàn)為表層高，隨深度增加逐漸降低.沉積物表層10cm有機(jī)質(zhì)含量較高且波動(dòng)較大，故取表層10cm有機(jī)質(zhì)含量的平均值從高到低依次為：梁王河口(4.7%)、湖心(3.6%)、隔河口(3.4%)、尖山河口(2.8%)、老凹嘴(2.6%)、東大河口(2.4%).其中梁王河口、湖心和隔河口表層有機(jī)質(zhì)含量最高值在6%左右，與中富營(yíng)養(yǎng)水平的南京玄武湖表層沉積物有機(jī)質(zhì)含量相當(dāng)[23]，可見撫仙湖污染程度已不容小視.豐富的有機(jī)質(zhì)為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了有利條件，使微生物作用成為沉積物磷釋放的主要影響因素.

圖2 撫仙湖沉積物中有機(jī)質(zhì)含量的垂向變化Fig.2 Vertical variation of organic matter content in the sediments of Lake Fuxian

2.2 沉積物微生物生物量變化

土壤微生物生物量碳是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來(lái)源，同時(shí)又是土壤中易被礦化和轉(zhuǎn)化的部分，是評(píng)價(jià)土壤微生物量和活性的重要指標(biāo)[24]，而沉積物中微生物生物量碳是沉積物有效營(yíng)養(yǎng)鹽活性庫(kù)的主要部分，研究湖泊沉積物微生物生物量的大小和分布對(duì)了解水體富營(yíng)養(yǎng)化程度具有重要意義[25].

撫仙湖各采樣點(diǎn)微生物生物量垂向變化趨勢(shì)不同，梁王河口和隔河口沉積物表層微生物生物量遠(yuǎn)高于底層，其它采樣點(diǎn)沉積物微生物生物量的垂直分布較為穩(wěn)定(圖3).由于采樣深度不同，取表層10cm沉積物樣品求平均值，其含量分布從高到低依次為：梁王河口(285.12mg C/kg)、隔河口(239.23mg C/kg)、老凹嘴(188.02mg C/kg)、東大河口(110.32mg C/kg)、湖心(79.21mg C/kg)、尖山河口(25.32mg C/kg).與淺水湖泊不同[25]，撫仙湖微生物生物量的分布與有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系不是很顯著，例如撫仙湖最深點(diǎn)——湖心有機(jī)質(zhì)濃度雖較高，但其微生物生物量卻較低；而湖岸帶受人為活動(dòng)影響較小的老凹嘴采樣點(diǎn)沉積物中有機(jī)質(zhì)含量較低，但微生物生物量卻較高.Dobbs的研究也發(fā)現(xiàn)深海微生物生物量碳與有機(jī)質(zhì)含量的水平分布沒有顯著相關(guān)性[26]，這說(shuō)明微生物生物量的分布與其水體深度有一定的關(guān)系.梁王河口和隔河口微生物生物量高，這與武漢東湖沉積物中有大量生活污水排入的采樣點(diǎn)的微生物生物量分布類似[27]；而尖山河口和東大河口微生物生物量較低，主要是由于這兩個(gè)區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量較低.

圖3 撫仙湖沉積物微生物生物量的垂向變化Fig.3 Vertical distribution of microbial biomass in the sediments of Lake Fuxian

2.3 撫仙湖沉積物解磷細(xì)菌分布

各個(gè)采樣點(diǎn)沉積物中均存在大量的分解卵磷脂和磷酸鈣的細(xì)菌，且解有機(jī)磷細(xì)菌的數(shù)量大于解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌的數(shù)量.但不同沉積物中解磷細(xì)菌數(shù)量有所不同：老凹嘴、隔河口和湖心沉積物中解有機(jī)磷細(xì)菌較多，達(dá)106cfu/g；而東大河口、梁王河口和尖山河口沉積物中解有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量要比老凹嘴低一個(gè)數(shù)量級(jí).隔河口沉積物中解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌最多，達(dá)105cfu/g；其次為老凹嘴、梁王河口和湖心，達(dá)到104cfu/g；而尖山河口和東大河口沉積物中解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌最低，為103cfu/g.各采樣點(diǎn)解磷細(xì)菌占細(xì)菌總數(shù)的比例也不一樣：老凹嘴、東大河口和湖心沉積物中解有機(jī)磷細(xì)菌占細(xì)菌總數(shù)均在30%以上；而梁王河口、尖山河口和隔河口沉積物中解有機(jī)磷細(xì)菌占細(xì)菌總數(shù)的比例均在15%以下.老凹嘴沉積物中解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌占細(xì)菌總數(shù)的13%；而其它點(diǎn)均在5%以下(表2).沉積物解磷菌的數(shù)量與有機(jī)磷、有機(jī)質(zhì)和微生物生物量不存在直接關(guān)聯(lián).其原因比較復(fù)雜，這可能與沉積物中碳源、氮源種類有關(guān)，或者與沉積物酸堿度、含水率和擾動(dòng)程度等因素有關(guān)[18].

表2 撫仙湖表層沉積物解磷細(xì)菌分布

2.4 沉積物堿性磷酸酶活性分布特征

細(xì)菌依靠其特有的酶體系能把沉積物中不溶態(tài)有機(jī)磷和不溶態(tài)磷化合物轉(zhuǎn)化為可溶性磷，堿性磷酸酶是該體系中重要的微生物酶之一.因此APA的大小反映了沉積物磷的釋放潛力[28].

撫仙湖不同污染來(lái)源沉積物中APA各不相同，但其垂向分布相似(圖4)，APA最高點(diǎn)均出現(xiàn)在沉積物表層0～2cm處，在0～10cm內(nèi)APA較高且變化較大，10cm以下APA較低且趨于穩(wěn)定.因此取沉積物表層10cm APA計(jì)算其平均值，得到APA由高到低依次為：隔河口(182.56mg/(kg·h))、梁王河口(168.12mg/(kg·h))、老凹嘴(141.41mg/(kg·h))、東大河口(104.52mg/(kg·h))、湖心(89.69mg/(kg·h))、尖山河口(47.57mg/(kg·h)).從總體來(lái)看，撫仙湖沉積物APA垂直分布與太湖、云龍湖等淺水湖泊相似[29-30]，均為表層高于底層.究其原因，沉積物表層營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)富足，微生物生物量較大，能夠分泌較多的酶.從各個(gè)采樣點(diǎn)來(lái)看，梁王河口和南部湖區(qū)隔河口沉積物APA最高，主要是由于梁王河口和隔河口有機(jī)污染嚴(yán)重，微生物生物量較大；其次為老凹嘴，這可能與該點(diǎn)附近水生植物含量較高有關(guān)，有研究表明水生植物對(duì)沉積物APA也有一定影響[30]；而東大河口沉積物APA較低，一方面是由于其微生物生物量小，不能大量分泌酶，另一方面是由于東大河上游有磷礦開發(fā)的歷史，其徑流磷酸鹽含量較高，致使東大河水體中磷酸鹽含量也較高，而堿性磷酸酶是一種誘導(dǎo)酶，水中較高磷酸鹽含量也能抑制堿性磷酸酶的活性.湖心和尖山河口沉積物APA也很低，與這兩點(diǎn)微生物生物量小有直接關(guān)系.

圖4 撫仙湖沉積物堿性磷酸酶活性的垂直分布Fig.4 Vertical distribution of alkaline phosphatase activity in the sediments of Lake Fuxian

2.5 沉積物微生物解磷能力垂直分布特征

研究細(xì)菌的解磷能力有多種方法，本文采用對(duì)磷細(xì)菌進(jìn)行液體培養(yǎng)，測(cè)定培養(yǎng)液中可溶性磷含量，通過(guò)可溶性磷含量高低來(lái)判斷解磷能力的大小的方法.微生物解磷能力是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得的，而實(shí)際釋放量受溫度、水深等多種因素的影響，本研究雖不能代表?yè)嵯珊鞑蓸狱c(diǎn)沉積物中微生物解磷能力的實(shí)際情況，但能夠反映出不同污染來(lái)源沉積物磷釋放潛力的大小.

各采樣點(diǎn)微生物解無(wú)機(jī)磷能力存在較大差異，南岸隔河口沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷能力遠(yuǎn)高于北岸各采樣點(diǎn)，其次依次為老凹嘴、湖心、東大河口，而梁王河口和尖山河口沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷能力最小(圖5).各采樣點(diǎn)沉積物微生物解有機(jī)磷能力較為相近，基本呈現(xiàn)為解無(wú)機(jī)磷能力大于解有機(jī)磷能力，除東大河和尖山河口外，其它4個(gè)采樣點(diǎn)沉積物微生物解有機(jī)磷和解無(wú)機(jī)磷濃度存在顯著差異(P<0.05).各采樣點(diǎn)微生物解有機(jī)磷能力的垂向分布較為相似，隨深度的波動(dòng)較小，基本呈現(xiàn)表層高于底層.而各點(diǎn)微生物解無(wú)機(jī)磷濃度的垂直波動(dòng)較大，變化趨勢(shì)也各不相同.尖山河口沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷濃度最大值在表層；而梁王河口沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷濃度最大值出現(xiàn)在底層沉積物中；東大河口、老凹嘴、湖心和隔河口沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷濃度分別在表層和底層出現(xiàn)高值，但表層沉積物解磷能力均大于底層.宋媛媛等[21]研究表明沉積物中OP含量?jī)H占TP的13%～43%，且垂向分布較為穩(wěn)定，與微生物解有機(jī)磷能力的垂向變化特征相似.微生物對(duì)有機(jī)磷的分解主要是依靠堿性磷酸酶，表層沉積物中堿性磷酸酶含量較高導(dǎo)致表層微生物解有機(jī)磷能力較強(qiáng).沉積物中IP是TP的主要組成部分，并且撫仙湖沉積物無(wú)機(jī)磷形態(tài)中易于被生物利用的可交換態(tài)磷和鐵磷的含量較少，而不易于被生物利用的自生磷灰石、碎屑磷灰石、閉蓄態(tài)磷的含量較高[21].在本研究區(qū)域中，東大河口沉積物解磷細(xì)菌數(shù)量雖然最少，但I(xiàn)P含量遠(yuǎn)高于其它各采樣點(diǎn)，尤其是鈣磷含量[21]，微生物解無(wú)機(jī)磷能力依然居中，表現(xiàn)出很強(qiáng)的磷釋放能力.而老凹嘴和隔河口沉積物無(wú)機(jī)磷含量低于東大河口沉積物，尤其是鈣磷含量少一個(gè)數(shù)量級(jí)[21]，但沉積物微生物解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量較大，沉積物微生物解磷能力也最強(qiáng).梁王河口和湖心無(wú)機(jī)磷和各形態(tài)磷含量相當(dāng)，但其解無(wú)機(jī)磷能力差異較大，梁王河口沉積物中解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量高于湖心，但微生物解磷能力卻低于湖心.這可能是由于梁王河口主要受農(nóng)業(yè)污染影響，微生物種類與受人類影響較小的湖心不同，但造成兩者沉積物均存在較強(qiáng)的磷釋放能力，上覆水磷濃度相當(dāng).尖山河口的鈣磷含量和解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量均最低，其微生物解磷能力相應(yīng)最低.

不同污染來(lái)源和不同水深的沉積物中微生物解磷能力的分布特征較為復(fù)雜，如結(jié)合微生物作用下沉積物磷釋放速率和培養(yǎng)體系生物理化參數(shù)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[31]，可以進(jìn)一步揭示微生物對(duì)沉積物無(wú)機(jī)磷的分解機(jī)理.

圖5 撫仙湖沉積物微生物解磷能力的垂直分布Fig.5 Vertical distribution of microbial phosphate-solubilizing ability in the sediments of Lake Fuxian

2.6 沉積物上覆水磷濃度和微生物、堿性磷酸酶活性之間的相關(guān)性

由于沉積物磷釋放直接體現(xiàn)在沉積物上覆水磷濃度，因此將撫仙湖不同區(qū)域沉積物上覆水TP濃度與沉積物有機(jī)質(zhì)、微生物生物量、解磷能力和APA進(jìn)行相關(guān)分析(表3)，以期獲得影響沉積物磷釋放的關(guān)鍵因子.結(jié)果表明，撫仙湖沉積物上覆水TP濃度與解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量、APA呈顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.674和0.677)，說(shuō)明沉積物解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和APA是決定撫仙湖沉積物磷分解和釋放的關(guān)鍵因素，這也驗(yàn)證了APA可以反映沉積物磷的釋放潛力這一結(jié)論[28]；但上覆水TP濃度與有機(jī)質(zhì)(OM)呈負(fù)相關(guān)，大量有機(jī)質(zhì)輸入可能與磷結(jié)合形成不易遷移的有機(jī)磷形態(tài)，從而抑制了沉積物TP釋放.堿性磷酸酶活性與沉積物微生物生物量和解無(wú)機(jī)磷細(xì)菌呈顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.899和0.846)，而與OM的相關(guān)性不顯著，這與以往關(guān)于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊和淺水湖泊的研究結(jié)果不同[12，28].由于撫仙湖流域磷礦開發(fā)影響，撫仙湖沉積物以無(wú)機(jī)磷輸入為主，從而使撫仙湖沉積物無(wú)機(jī)磷細(xì)菌對(duì)沉積物中APA的貢獻(xiàn)率較大，同時(shí)也影響了上覆水TP濃度.

3 結(jié)論

1) 在空間分布上，微生物生物量和堿性磷酸酶活性的分布大小大致為隔河口>梁王河口>老凹嘴>東大河口>湖心>尖山河口，而沉積物微生物解磷能力分布大小依次為隔河口>老凹嘴>湖心>東大河口>梁王河口>尖山河口.微生物生物量、APA和沉積物微生物解磷能力的空間分布差異與沉積物的外源污染、水域深度等因素有關(guān).

表3 撫仙湖沉積物上覆水總磷濃度和微生物、堿性磷酸酶活性之間的相關(guān)性

*表示P<0.1；**表示P<0.05；n=6.

2) 東大河流域內(nèi)沉積物表現(xiàn)出較強(qiáng)的解磷能力，其沉積物蓄積的高濃度的鈣磷是撫仙湖潛在的磷污染來(lái)源.梁王河口和尖山河口微生物生物量、堿性磷酸酶活性和解磷能力的高低，反映人類活動(dòng)造成了撫仙湖水環(huán)境惡化.

3) 湖心沉積物有機(jī)質(zhì)含量較高，上覆水僅達(dá)到水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)(GB/T 3838-2002)，表明湖心沉積物存在磷的釋放現(xiàn)象.受營(yíng)養(yǎng)化星云湖泄水影響，南岸隔河口沉積物中有機(jī)質(zhì)含量、解磷菌數(shù)量和堿性磷酸酶活性菌較高，微生物解磷能力也較強(qiáng).目前撫仙湖營(yíng)養(yǎng)水平逐年上升，浮游藻類生物量逐年增加，若不加以控制，隔河口沉積物的污染現(xiàn)狀可能成為撫仙湖的發(fā)展趨勢(shì).

[1] 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所．撫仙湖．北京：海洋出版社，1990．

[2] 夏天翔，潘繼征，劉雪華等．撫仙湖水體NP變化及其非點(diǎn)源污染特征．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，27(4)：1340-1345．

[3] 馮慕華，鄭 錦，李文朝等．云南省撫仙湖流域帽天山磷礦區(qū)磷流失過(guò)程模擬研究．環(huán)境化學(xué)，2007，26(6)：801-804．

[4] 高 麗，楊 浩，周健民等．滇池沉積物磷內(nèi)負(fù)荷及其對(duì)水體貢獻(xiàn)的研究．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，24(5)：776-781．

[5] 趙興青，楊柳燕，于振洋等．太湖沉積物理化性質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽的時(shí)空變化．湖泊科學(xué)，2007，19(6)：698-704.

[6] Gao L， Zhou JM， Yang Hetal． Phosphorus fractions in sediment profiles and their potential contributions to eutrophication in Dianchi lake．EnvironmentalGeology， 2005，48：835-844．

[7] Pettersson K． Phosphorus characteristics of settling and suspended particles in Lake Erken．ScienceoftheTotalEnvironment， 2001，266：79-86．

[8] Ullman WJ， Sandstrom MW． Dissolved nutrient fluxes from the nearshore sediments of Bowling Green Bay， central Great Barrier Reef Lagoon (Australia)．Estuarine，CoastalandShelfScience， 1987，24：289-303．

[9] 韓沙沙，溫琰茂．富營(yíng)養(yǎng)化水體沉積物中磷的釋放及其影響因素．生態(tài)學(xué)雜志，2002，23(2)：98-101．

[10] 孫曉杭，張 昱，張斌亮等．微生物作用對(duì)太湖沉積物磷釋放影響的模擬試驗(yàn)研究．環(huán)境化學(xué)，2006，25(1)：24-27．

[11] 葉琳琳，朱 燕，徐圣友．微生物對(duì)巢湖沉積物生物可利用性磷的穩(wěn)定性影響．資源環(huán)境與工程，2007，21(3)：339-343．

[12] 李 寶，丁世明，范成新等．滇池福寶灣間隙水氮磷分布及其與底泥微生物和磷酸酶相互關(guān)系．湖泊科學(xué)，2008，20(4)：420-427．

[13] 王建云，普發(fā)貴．撫仙湖垂向水質(zhì)狀況及特征研究．玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，19：53-57．

[14] 孫孝龍，蔣文舉，王克勤等．撫仙湖尖山河小流域山地典型地類非點(diǎn)源污染特征與分析．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(7)：1534-1541．

[15] 蔣鴻昆，高海鷹，張 齊等．撫仙湖梁王河流域農(nóng)業(yè)耕作與流域水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系研究．環(huán)境科學(xué)，2007，28(10)：2294-2300．

[16] 馮慕華，潘繼征，柯 凡等．云南撫仙湖流域廢棄磷礦區(qū)水污染現(xiàn)狀．湖泊科學(xué)，2008，20(6)：766-772．

[17] 李振高，駱永明，滕 應(yīng)．土壤與環(huán)境微生物研究法．北京：科學(xué)出版社，2008．

[18] 林啟美，趙小蓉，孫焱鑫等．四種不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤解磷菌數(shù)量及種群分布．土壤與環(huán)境，2000，9(1)：34-37．

[19] Anupama VN， Amrutha PN， Chitra GSetal． Phosphatase activity in anaerobic bioreactors for wastewater treatment．WaterResearch， 2008，42：2796-2802．

[20] 申琳子，馮慕華，李文朝等．簡(jiǎn)單復(fù)墾對(duì)磷礦廢棄地磷釋放的影響模擬實(shí)驗(yàn)．環(huán)境化學(xué)，2010，29(6)：1068-1074．

[21] 宋媛媛，馮慕華，蘇爭(zhēng)光等．撫仙湖不同來(lái)源沉積物磷形態(tài)垂向分布特征．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(9)：2579-2589．

[22] 王晉虎，張德華，陳異暉．星云湖流域畜禽糞便污染負(fù)荷及其環(huán)境影響．上海環(huán)境科學(xué)，2011，(1)：12-17，22．

[23] 易文利，王圣瑞，楊蘇文等．長(zhǎng)江中下游淺水湖泊沉積物腐殖質(zhì)組分賦存特征．湖泊科學(xué)，2011，23(1)：21-28.

[24] 李東坡，武志杰，陳利軍等．長(zhǎng)期培肥黑土微生物量碳動(dòng)態(tài)變化及影響因素．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15(8)：1334-1338．

[25] 毛海芳，何 江，呂昌偉等．沉積物中微生物量與有機(jī)碳形態(tài)的相關(guān)性研究．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，29(12)：2406-2412．

[26] Dobbs FC． Sedimentary microbes of the equatorial Pacific Ocean． Miami Beach， Florida， USA： General Meeting of the American Society for Microbiology， 1997：385．

[27] 馮 峰，王 輝，方 濤等．東湖沉積物中微生物量與碳、氮、磷的相關(guān)性．中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2006，26(3)：342-345．

[28] 章曦婷，王曉蓉，金相燦．太湖沉積物中堿性磷酸酶活力(APA)和磷形態(tài)的垂向特征及相關(guān)性．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26(1)：36-40．

[29] 徐德蘭，萬(wàn) 蕾，高明俠等．駱馬湖東部沉積物中氮磷含量和堿性磷酸酶活性季節(jié)變化．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31(7)：1387-1392．

[30] 董 瀟，王 曉，宋新桓等．云龍湖沉積物堿性磷酸酶活力特征及其對(duì)氮、磷元素的作用．濕地科學(xué)，2009，7(4)：368-371．

[31] Feng MH， Ngwenya BT， Wang Letal. Bacterial dissolution of fluorapatite as a possible source of elevated dissolved phosphate in the environment．GeochimicaetCosmochimicaActa， 2011，75：5785-5796．

[32] 高 光，秦伯強(qiáng)，朱廣偉．太湖梅梁灣中堿性磷酸酶活性及其與藻類生長(zhǎng)的關(guān)系．湖泊科學(xué)，2004，16(3)：245-251．