磷是决定湖库生态系统初级生产力和富营养化水平的重要因子之一。当过量磷输入到湖库生态系统中，会造成初级生产力的增加和富营养化水平加重。20世纪以来，随着人类社会的快速发展，湖库富营养化已成为全世界面临的重要水环境问题之一。近年来，虽然外源磷的输入已得到很好管控，但是研究发现，湖库生态系统并未像预期那样得到快速好转，很多湖库在长达几十年的尺度上局部仍可爆发严重的藻华现象。研究揭示，湖库沉积物中沉积的内源磷的再活化释放是导致富营养化持续爆发的重要原因。因此，探明湖库沉积物中磷的和活化特征和机理，将为湖库沉积物内源磷的治理提供非常重要的科学指导。从20世纪50年代，很多学者已对沉积物内源磷活化特征和机理开展相关研究，并揭示了铁是控制沉积物中磷活化迁移的重要金属元素。特别是在底层水存在季节性缺氧的湖库中，铁对磷的驱动现象广泛存在。但是对于非铁金属对磷酸盐活化的驱动和影响，目前仍知之甚少。比如锰，它有多种可变价态，且和铁一样对氧化还原条件敏感。已有研究发现沉积物中存在磷和锰含量和分布的同步变化现象。但对锰驱动磷活化的特征和机理尚未揭示。因此，本文选取季节性缺氧水库阿哈水库为研究对象，通过野外监测和室内培养实验相结合，运用原位高分辨率的薄膜扩散梯度技术（DGT）探明沉积物孔隙水中磷，铁，锰和硫的时空分布特征；此外，在传统地球化学连续提取法的基础上，运用X射线光电子能谱（XPS），同步辐射X射线吸收近边结构谱（XANES）和双光束扫描电子显微镜（DB-SEM）等光谱学技术揭示磷，铁，锰和硫在沉积物深度剖面中的化学形态、组成和含量变化特征。最后通过综合对比分析，揭示锰驱动磷活化迁移的微观机理，并深化认识沉积物中磷活化迁移普遍特征。论文主要认识如下：（1）野外监测结果显示沉积物中磷的活化迁移主要与锰的循环密切相关，铁循环对磷活化迁移影响微弱。在野外监测沉积物柱芯中，DGT-P和DGT-Mn在垂向剖面上的分布显示高度同步；此外，DGT-P和DGT-Mn在四个季节均显示极显著正相关性（r2≥0.49，p<0.01）。结果表明沉积物中磷的活化迁移和锰的迁移转化密切相关。与预期结果不一样的是，DGT-P与DGT-Fe在垂向剖面上分布独立，且他们浓度之间显示弱相关性（r2<0.12，p>0.05）。结果表明铁的迁移转化对磷活化迁移的影响远小于锰。以上结果表明沉积物中磷的活化迁移与锰密切相关。（2）室内模拟培养实验进一步验证还原性沉积物中磷的活化迁移主要受锰的迁移转化驱动，而不受铁的氧化还原驱动。在培养实验沉积物柱芯垂向剖面中，不管氧气条件如何改变，孔隙水中DGT-P和DGT-Mn在垂向剖面上的分布均显示同步的变化特征。此外， DGT-P和DGT-Mn也显示极显著正相关性（r2>0.64，p<0.01）。以上结果进一步验证了野外监测结果，即沉积物中磷的活化迁移主要和锰的循环耦合。垂向剖面中，同样监测到DGT-P和DGT-Fe各自独立的分布和弱相关性（r2<0.35，p>0.05），为沉积物中铁磷循环的解耦提供了强力证据。（3）在还原性沉积物中，Mn(III)是驱动磷活化迁移的主要因子。价态结果分析显示，在缺氧条件下，表层1 cm沉积物颗粒外层（0-3 nm）磷和锰含量都低于颗粒内层（3-17 nm）的含量；但在好氧条件下，沉积物颗粒外层磷和锰的含量均高于颗粒内层含量。以上结果表明，当环境条件从缺氧转变为好氧时，磷和锰会同步重新富集于沉积物颗粒外层。锰的价态分析表明，当环境条件从缺氧转变为好氧时，Mn(III)的含量变化增加20%左右，磷含量变化增加15%左右；而沉积物中铁含量的变化很小，这主要因为铁主要以稳定的惰性铁矿物赋存于沉积物中，进而导致磷的活化迁移受铁循环的影响较小。以上结果表明，还原性沉积物中磷的活化迁移主要受Mn(III)循环的控制。（4）还原性沉积物中锰可替代铁驱动磷的活化迁移，这与氧化性沉积物中铁控制磷的活化迁移完全不同。在氧化性沉积物中，好氧条件下沉积物中铁（氢）氧化物将大量磷酸盐吸附络合；在缺氧条件下，铁结合态磷的还原溶解导致铁和磷的同步活化释放。虽然部分磷的活化迁移是由锰的氧化还原驱动，但由于其贡献低而通常被忽略。在还原性沉积物中，锰将替代铁驱动沉积物中磷的活化迁移。这主要因为还原性沉积物中铁主要以稳定的惰性铁矿物赋存于沉积物中，在氧气条件变化时再循环的铁含量很低。反之，此时锰由于比铁更容易被还原和更难被氧化进而成为主导磷活化迁移的主要因子。本文揭示了还原性沉积环境中锰驱动磷活化迁移的微观机制，这是对传统氧化性沉积物环境中铁控制磷循环机制的重要补充。研究结果深化了对沉积物中磷活化迁移的认识，为不同沉积环境中内源磷污染治理和水生态修复提供了科学认识。