半干旱洪泛区中水文地貌因素对沉积物相关磷浓度空间分布影响的评估

《Wetlands》：Evaluation of Hydro-geomorphic Controls on the Spatial Distribution of Sediment-Associated Phosphorus Concentrations in a Semi-arid Floodplain

半干旱洪水平原地形态水文过程影响表面沉积物磷积累，通过分层采样结合Sentinel-2影像和LiDAR DEM分析，发现有机质、Fe、Al及颗粒大小是关键因子，未完全分流水道及废弃河道为磷热点，地形单样性影响生态系统服务。

　　

摘要

洪泛区湿地因其提供的生态系统服务而具有重要价值，但这些服务正受到土地利用压力和气候变化的威胁。此外，诸如磷（P）的吸收和储存等生态系统服务的调节受到洪泛区地貌以及水和沉积物扩散过程的影响，而这些过程会随时间发生变化。为了研究水文地貌过程对地表沉积物中总磷含量的影响，本研究评估了南非一个空间复杂的半干旱洪泛区不同区域的地表淹没情况和沉积特征。数据收集包括对洪泛区地表沉积物进行分层采样，以表征其地球化学成分、颗粒大小和有机质含量的变化情况。同时，结合Sentinel-2卫星图像获取的淹没频率信息以及LiDAR高精度数字地形模型（DEM），来综合分析水文地貌和沉积学因素对沉积物扩散动态及洪泛区磷封存的影响。研究发现，地表沉积物中的磷含量与有机质含量、铁（Fe）、铝（Al）和平均颗粒大小密切相关。主成分分析（PCA）表明，样本间的变异性与沉积物的地球化学成分和颗粒大小（第一主成分，解释了63.48%的方差）以及淹没频率和距连续水道的距离（第二主成分，解释了15.19%的方差）有关。对洪泛区内不同地貌单元的分析显示，未完全侵蚀形成的裂隙扩展带以及废弃河道是地表沉积物中磷富集的区域。然而，其他具有中等磷含量的地貌特征的空间分布也表明了地貌多样性在整体生态系统服务提供中的重要性。