基于土壤残留磷氧同位素(δ18OP)指纹技术的流域磷源解析方法研究

针对全球水体富营养化治理中残留磷(P)源解析的技术瓶颈，研究人员创新性地采用10 M HNO3/NaOH顺序提取法结合δ18OP同位素技术，首次实现切萨皮克湾流域不同土地利用类型下残留无机磷(Pi)的精准溯源，并整合δ13C/δ15N多同位素与贝叶斯模型，为流域磷循环研究提供突破性技术路径。

　　

过量磷(P)负荷引发的全球水体富营养化问题日益严峻，而传统方法难以追踪土壤沉积物中的残留态和顽固态磷库。这项突破性研究以切萨皮克湾流域东溪微流域为样本，采用10 M硝酸(HNO₃)、10 M氢氧化钠(NaOH)和王水(aqua regia)三级连续提取技术，首次系统测定了不同土地利用类型下土壤残留磷库的磷酸盐氧同位素(δ¹⁸O_P)特征。实验证实前两种提取剂能完美保持原始同位素信号，不会造成人为干扰。

研究发现，湿地、河岸带、农田和森林等不同生境的无机残留磷(P_i)呈现出显著差异的δ¹⁸O_P指纹特征，甚至同种土地利用类型内不同地貌单元也展现独特"同位素身份证"。更令人振奋的是，残留磷库中碳(δ¹³C)、氮(δ¹⁵N)同位素联用技术，意外捕获到历史耕作系统遗留的"时光印记"。通过贝叶斯元素指纹模型动态模拟，成功解析出流域内不同磷源的贡献比例及其随河道蜿蜒的空间变异规律。

这项研究开创性地将多同位素指纹与元素溯源技术整合，如同为流域磷循环装上了"同位素显微镜"，不仅破解了传统方法难以识别的遗留磷源难题，更为全球磷管理提供了革命性的溯源工具包。