1 引言

　　氮(Nitrogen，N)和磷(Phosphorus，P)是重要的生源要素，但也是引起水體富營養化的重要因素，因此，它們是控制富營養化的重要目標元素.一般認為控制湖泊富營養化的關鍵在于減少P元素的輸入.然而，試圖通過減少P元素輸入以達到控制湖泊富營養化的許多實驗都未獲得成功，例如，美國Apopka湖、George湖和Okeechobee湖、中國東湖及日本霞浦湖.因此，N這一基本元素在湖泊富營養化過程中的作用引起了研究者們的廣泛關注.通過對太湖藻類營養鹽限制的研究發現，雖然P負荷的減少具有重要作用，但N負荷的減少卻可能在本質上控制太湖藍藻爆發的強度和持續時間.

　　沉積物作為水體中營養鹽(如N、P)的主要存儲庫，其所含的營養鹽元素在一定條件下可以通過擴散、對流和沉積物再懸浮等過程向上覆水體釋放，與上覆水體發生交換而改變其含量，產生顯著的生態環境效應.太湖屬于淺水湖泊，強烈的風浪擾動等使得沉積物與水體營養鹽交換頻繁，能夠快速滿足水華暴發時藻類對營養鹽的需求，我國學者在相關領域開展了大量的研究.

　　目前，關于太湖沉積物營養元素相關研究多集中于不同湖區的空間分布及水體-沉積物界面之間營養元素的生物地球化學過程，而針對太湖上游入湖河網中沉積物的相關研究較為欠缺.實際上，流域水系河流沉積物的理化性質和營養鹽賦存形態對解析太湖湖泊水體營養鹽的來源、河流水系的營養鹽輸運過程與能力具有重要的指示作用.由于太湖河網密布，流域土地利用類型多樣、空間異質性大，需要足夠數量的代表性樣點數據來分析其污染特征.本研究依靠高密度布點，選取西苕溪水系和宜溧-洮滆水系作為對象，分別代表山區樹狀和平原網狀兩種典型的入湖河流水系，研究河流沉積物中N元素的形態、空間分布及其與上覆水體之間的關系，旨在揭示太湖西部河網的N元素分布規律，為N污染物源解析及輸運過程分析提供基礎資料，研究結果對太湖流域的水環境管理也將具有參考價值.

　　2 材料與方法

　　2.1 研究區域概況

　　此次研究主要集中在太湖流域的西苕溪水系和宜溧-洮滆水系(圖 1).苕溪分東、西兩支，其中，西苕溪為太湖的主要入湖河流，發源于浙江省安吉縣和安徽省寧國縣境內天目山區，流經安吉縣、湖州市，后與東苕溪匯合于小梅口和大錢口zui終匯入太湖.西苕溪水系年均注入太湖水量為1.89×109 m3，約占太湖年均入湖水量的18%.

 圖1 太湖流域主要入湖水系河流沉積物及水樣采樣點位示意圖 

　　宜溧水系和洮滆水系分別發源于茅山與蘇浙皖三省交界處的界嶺山地和金壇境內茅山東麓.宜溧水系經宜興的西氿、團氿和東氿3個湖泊后于大浦、長兜港等主要河道匯入太湖.洮滆水系通過漕橋河、太滆運河、殷村港、燒香港等東西向的主干河道后匯入太湖竺山灣，同時通過丹金溧漕河、扁擔河-孟津河、武宜運河、錫溧漕河等多條南北向河道與宜溧水系相貫通.因此，宜溧-洮滆水系共同構成了太湖湖西區平原網狀水系，年均注入太湖水量為4.88×109 m3，約占太湖年均入湖水量的50%，也是入湖污染負荷通量zui大的水系.

　　2.2 水樣、表層沉積物樣品采集與分析

　　對兩個水系的主要支流及匯合區域進行水質和表層沉積物采樣點的布設，共設定采樣點位102個(圖 1)，并于2014年1月完成沉積物及水樣的采集工作.其中，西苕溪水系采樣點16個，宜溧-洮滆水系采樣點86個.在每個采樣點位使用2.5 L采水器采集水面下0.5 m處水樣1000 mL，低溫下避光保存;用彼德森采泥器隨機采集2份表層(0~10 cm)沉積物樣品，現場去除貝類、枯枝等雜物后混合均勻并裝入聚乙烯袋密封.采樣結束后，立即將所有樣品運回實驗室分析.

　　原水樣用于測定總氮(TN)濃度，經0.45 μm醋酸纖維濾膜過濾后的水樣用于測定氨氮(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)和亞硝態氮(NO2--N)濃度.參照《水和廢水監測分析方法》，使用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定TN濃度，水楊酸-次氯酸鹽光度法測定NH4+-N濃度，酚二磺酸分光光度法測定NO3--N濃度，N-(1-萘基)-乙二胺光度法測定NO2--N濃度.

　　沉積物樣品自然風干后研磨過100目篩，用于測定TN、NH4+-N和NO3--N含量，沉積物樣品各形態N含量的計算均以沉積物干重為基準.采用半微量開氏法測定TN含量，KCl提取-鈉氏比色法測定NH4+-N含量，飽和硫酸鈣提取-紫外分光光度法測定NO3--N的含量.有機氮(ON)含量為TN與NH4+-N、NO3--N的含量之差.因為NO2--N是硝化反硝化反應中間體，極不穩定，且含量通常很低可忽略，因此，表層沉積物中只分析TN、NH4+-N、NO3--N及ON的含量.

　　采用SPSS 19.0和R軟件等進行數據統計分析，對水系表層沉積物各形態N含量設定p<0.05和p<0.01兩種置信度水平進行差異的顯著性比較;利用ArcMap 10軟件繪制沉積物各形態N含量空間分布圖.