率。显然，从沉积物释放可溶性有效磷的速率受制于多种因素，但一般认为主要是受间隙水的扩散速率控制的。水-底界面两侧的浓度梯度增大，则磷的释放速度也增大。例如有些缺氧条件下的湖底沉积物释放磷的速率变化于4.0-10.8mg/（m3·d）范围。 3）来自补给水源

外部来源主要来自降水、冲刷土壤地表径流以及生活污水。降水中磷含量通常在30-100 μg/L；地表径流从土壤中冲刷走的磷的量为0.02-0.24kg·ha-1·a-1， 其中以粘土微粒态磷为主，在还原性条件下可能转变为溶解态磷；含磷洗涤剂、去污粉的大量使用（有的洗衣粉含Na5P3O10可达21%），也可给水体带来大量的磷。如武汉东湖，1955年湖水总磷的平均含量为7.7μg/L，由于城市经济的发展，人口增加，排入东湖的污水剧增，到1978-1979年，湖水总磷的平均含量为220μg/L，比50年代增加了20余倍（刘建康，2000）。 2. 耗磷作用

磷也是一切藻类生长所必需的营养元素，需要量比氮少，但天然水中缺磷现象往往比缺氮现象更为普遍，因为自然界存在的含磷化合物溶解性和迁移能力比含氮化合物低得多，补给量及补给速率也比较小，因此磷对水体初级生产力的限制作用往往比氮更强，因此P被称为第一位限制性营养元素.

1）水生植物的吸收利用

在一切天然地表水的真光层中，大量的有效磷于水生植物生长繁殖过程被吸收利用，构成天然水中磷循环的重要环节之一。藻类在吸收利用有效氮和有效磷时，一般也按P/N=1：16(或15)的比例进行。当然，不同水域、季节和不同种的水生植物可能有所不同。 P/N比是否符合植物生长的需要，这对于养殖水体饵料生物的培养必须特别重视。因为水中有效氮、磷浓度即使超过临界值，但P/N比不适时，会浪费肥料。

许多研究者在不同条件下研究获得有效磷的临界含量为0.6-2.4μmol/L。我国渔业水质标准没有对活性磷与总磷作出规定。地表水水质标准（GB）则规定湖泊水库的总磷：一类水不超过0.01mg/L，二类水不超过0.025mg/L，三类水不超过0.05mg/L。一些国家渔业用水水质标准对总磷含量作了规定。例如美国、日本规定湖泊、水库等水产环境水质总磷量不得超过50μg/L，相当于1.6μmol/L。

大多缺磷饥饿的藻类细胞，一旦接触到有效磷含量较高的水质环境，其吸收利用的速度极快，此时，多吸收的磷一般以多聚磷酸盐形式储存于细胞中。在细胞缺磷的情况下，多聚磷酸盐分解释放能量和PO43--P，用来支持种群的大量生长。例如Kaenzler等（1962）发现，海洋三角褐指

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藻积累过量的磷酸盐足够供给5次连续倍增之用。 2）化学沉淀及吸附沉淀

可溶性含磷物质的化学沉淀Ca10(PO4)6(OH)2-羟基磷灰石或吸附沉淀Fe(OH)3也可以使部分有效磷离开水体。

① 化学沉淀

天然水体内的化学沉淀作用，主要是与Fe3+、Al3+、Ca2+等离子形成难溶磷酸盐沉淀。在光合作用强烈的水表层中，随着CaCO3的沉淀，可能部分转化为溶解度更小的羟基磷灰石沉淀：

10CaCO3(S)+6HPO42-+2H2O=Ca10(PO4)6(OH)2↓+10HCO3-

② 吸附沉淀

Fe(OH)3，悬浮于水中的粘土微粒(素有水中PO4清道夫之称)或胶粒，可能把水中的HPO4紧紧吸附在其表面。

③ 影响化学沉淀及吸附沉淀效率的因素

a pH：通常随着水体pH值的降低，化学沉淀或吸附固定的趋势减小。例如当pH在6.5-7.5时，这种过程较难进行。

b溶解氧：在缺氧的条件下，Fe3+还原为Fe2+，FePO4及Fe(OH)3胶体随之溶解，所固定的PO43-转入溶解；而在氧化条件下，常伴随出现较高的pH，较多的Fe(OH)3胶体及CaCO3沉淀，这可能使溶解的PO43-沉淀固着。

C 有机物：有机物的存在有利于限制或减少PO43-的吸着和沉淀，因为许多有机物可络合Fe3+、Al3+及Ca2+等金属离子，也可能是由于覆盖于粘土或胶粒的表面，妨碍了沉淀与吸附作用的进行。

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三、磷元素分布变化规律（P132）

1. 淡水体系因水系（七大水系）的不同而呈现不同的分布变化特征，但一般的规律是：磷酸盐

含量最大值多出现在冬季或早春，最小值多出现于暖季的后期；在水体停滞分层时，表层水由于植物吸收消耗，有效磷常可降低至检测不出的程度，而底层水则因有机物矿化、沉积物补给而积累较高含量的磷酸盐。通常情况下河流、湖泊、水库等天然淡水最高有效磷（P）含量介于1.5-3.5μmol/L之间。

2. 海水体系含量有较大的变化范围。通常情况下最大浓度为0.5-1.0μmol/L。一般河口水域中的浓度大于沿岸海水的浓度，沿岸海水中的浓度大于大洋海水的浓度；在缺氧海盆或上升流海区，磷酸盐含量也较高，甚至大于3.0μmol/L，较低的浓度出现于热带的表层水中，在那里最大浓度为0.1-0.2μmol/L。

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海水中磷的垂直分布也是随着季节而变化的。在夏季一般是随着深度的增加浓度逐渐升高，而在冬季表层海水处于不断降温状态，海水不断进行垂直对流运动，从而使海水上下层磷的浓度相等。

磷酸盐的季节变化与有效氮十分相似，春季浮游植物生长加快，表层水中活性磷酸盐浓度逐渐下降，直到夏季几乎降到最低值，秋季随着表层水温下降，海水渐渐产生对流作用，直到冬季由于下层富磷海水与表层贫磷海水的交换作用，使表层海水中活性磷浓度又逐渐增加至最大值。

四 常用磷肥

常用磷肥有过磷酸钙(普钙)、重过磷酸钙(重钙)、钙镁磷肥、磷矿粉、骨粉等.施用磷肥时，要注意N/P比，以6-7为宜.

“以磷带氮”：适当多施磷肥，促进固氮生物生长(这个量大)。

第四节 硅元素（P133）

一、硅元素存在形式

天然水中含硅化合物的存在形态有可溶性硅酸盐、胶体、悬浮物以及作为硅藻组织的硅等。可溶性硅大多以正硅酸及其盐类存在，硅酸是弱酸，可按下式电离：

H2SiO3 = H++HSiO3- HSiO3- = H++SiO32-

在天然水的pH条件下，硅酸主要以分子态H2SiO3（水合SiO2）和HSiO3-存在。在pH?8时，95%以上以H2SiO3存在。而随着pH的升高，HSiO3-所占比例相应增大。在海水pH值条件下，硅酸盐易聚合为聚合硅酸盐，至今未发现有可溶性有机硅化合物存在于天然水中。不溶性硅化合物，主要存在岩石风化产物、粘土悬浮物以及硅藻和其它生物体内或残骸中。

溶解状态的硅酸盐及胶体硅通常可用形成硅钼酸络合物比色法测定，凡能与钼酸铵试剂反应而被测出的硅化合物称活性硅酸盐，以SiO3-Si表示，活性硅酸盐大都能为硅藻所吸收利用，可作为水

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中有效硅含量的指标。

二、硅元素循环

天然水中的有效硅是许多浮游植物所必需的一种营养元素，尤其是对于硅藻类浮游植物、放射虫和硅质海绵，硅是构成其机体的不可缺乏的组分。在硅藻及其它由SiO2构成“骨架”的浮游植物中，SiO2含量最高竟达体重的60-75%；当水中缺硅时，硅藻细胞难以分裂，蛋白质、DNA、RNA、叶绿素、叶黄素、类脂等物质的合成以及光合作用均受到影响。

硅藻是鱼贝类良好的活饵料，对鱼产量有重要影响，因此，在养殖上把硅，氮，磷称为三大营养元素或者三大营养盐.

在天然淡水中的活性硅酸盐含量也类似于有效氮和活性磷酸盐，具有明显的时空分布变化规律，外海水中活性硅酸盐的含量较低，其分布变化受水文地质和生物学过程的影响。 1引起天然水中有效硅减少因素

① 硅藻以及其他生物对硅的吸收利用； ② 与Al3+、Ca2+等离子反应生成沉淀等. 2引起天然水中有效硅增加的因素

除水源补给外，主要是含硅悬浮物的溶解.(硅藻分薄壁型和厚壁型，死后溶解释放有效硅)。

水中硅酸盐的含量，随着季节的变化，其浓度可相差100倍以上。在春季硅藻等浮游植物繁茂的季节含量低 (淡水活性硅含量变化在0.1-4.0mg SiO2/升)。而在冬季生物死亡后，可通过溶解作用使硅的含量得到恢复。

第五节 其他营养元素

一 碳元素

天然水中，CO2来源广，而且HCO3，CO3又是主要离子，一般不会不足，但是在氮、磷负荷速率较高，浮游植物密度大、增殖快，pH高时，会造成碳源不足。特别是藻类(均为三碳植物，存在光呼吸致使光合作用效率低。-光呼吸（英语：Photorespiration）是所有行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的

一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳。光呼吸约抵消30%的光合作用。因

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