草海位于贵州省威宁彝族回族苗族自治县县城西南侧(26°49′-26°53′ N，104°10′-104°18′ E)，地势由西南东三面至北面降低，出口位于西北角. 湖区面积为25 km²，平均水深仅2 m，最深处为5.13 m^[14]. 当地属于亚热带半湿润季风气候，昼夜温差较大，年均温度10.6 ℃^[15]，年均降水量950.9 mm，5-10月降水占全年降水量的88%. 湖区的水生植物主要有竹叶眼子菜、微齿眼子菜、水葱、菹草、狐尾藻和金鱼藻等^[16]，鸟类是草海重要的保护动物，尤其是以黑颈鹤为代表的候鸟群，白肩雕、白尾海雕、灰鹤、白琵鹭等国家Ⅰ，Ⅱ级保护鸟类也有分布. 草海周边农作物以玉米、马铃薯为主. 土壤类型主要有黄棕壤、石质土、石灰土和沼泽土，沉积物pH值为6.76.

2016年7月在草海湖区，根据入水口、出水口、湖中心和人为活动情况设置采样点11处(图 1)，其中点1，2，10，11处于东部区域，点9，3，7，8分布在中部区域，点4，5，6分布在西部区域. 用彼得森采泥器采集表层沉积物样品，带回实验室后阴干，研磨过筛后备用.

采用K₂Cr₂O₇氧化-稀释热法测定有机质含量; 凯氏定氮法测定总氮含量; 碱解扩散法测定碱解氮含量; 酸溶光度法测定总磷含量; NaHCO₃浸提法测定有效磷含量; NH₄OAc浸提-火焰原子吸收光度法测定速效钾含量^[17].

采用《全国第二次土壤普查养分分级标准》^[18-19]对沉积物养分进行评价(表 1).

采用模糊综合评价法对各采样点进行养分综合评价^[20]，具体过程如下：

^[1]) 确定评价因素向量：U={有机质，全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾};

^[2]) 确定各评价因素的模糊向量R

式(1)中，r₁，r₂，r₃，r₄，r₅和r₆分别代表有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和速效钾的模糊向量，r_ij(i=1，…，n，表示n个评价因素; j=1，…，m，表示m个等级)为第i个因素对第j个等级的隶属度，隶属度采用“降半梯形”法确定^[20]. 评价等级数值参考全国第二次土壤普查养分分级数值^[10].

3) 计算模糊综合评价结果B

式(2)中，A为土壤养分各参评因素的权重，有机质、总氮、碱解氮、总磷、有效磷和速效钾的权重分别为0.408，0.204，0.136，0.088，0.097和0.067^[20].

4) 计算模糊综合指数FCI

式(3)中，FCI可划分Ⅰ(＜2.0)，Ⅱ(2.0~2.9)，Ⅲ (3.0~3.9)，Ⅳ(4.0~4.9)和Ⅴ(≥ 5.0)共5级，分别代表综合养分低、较低、中等、较高和高水平; B为模糊综合评价结果; S为等级标准向量，S^T={1，2，3，4，5}^[21].

沉积物养分含量影响水生植物的生长发育^[22]，草海湖区各采样点的养分含量高低不一(表 2). 有机质含量在43.24~415.91 g/kg之间，平均值为251.19 g/kg，变异系数为46.77%. 总氮含量在2.65~18.85 g/kg之间，平均值为11.77 g/kg，最大值是最小值的7.11倍，变异系数为41.92%; 碱解氮能够反映土壤的氮供给能力，沉积物碱解氮含量最低仅为186.89 mg/kg，最高可达1672.63 mg/kg，变异系数为43.36%，平均值为910.63 mg/kg，占总氮含量的7.74%. 总磷含量在0.14~0.77 g/kg之间，平均值为0.46 g/kg; 有效磷含量在1.15~40.00 mg/kg之间，平均值为19.95 mg/kg; 总磷与有效磷的变异系数分别为34.42%和59.71%，有效磷占到总磷的4.34%. 速效钾含量在138.83~857.07 mg/kg之间，平均值为456.67 mg/kg，变异系数为39.83%.

样点5沉积物的有机质、总氮、总磷和有效磷含量显著高于其他采样点，分别达到415.91 g/kg，18.85 g/kg，0.77 g/kg和40.00 mg/kg. 样点1沉积物的有机质和总氮含量最低，分别为43.24 g/kg和2.65 g/kg，这可能是由于其位于入水口河道，沉积物受水流冲刷影响，养分向湖内迁移所致. 有效磷含量以样点7处最低，总磷含量在样点2处仅为0.14 g/kg，样点1沉积物的碱解氮含量最低(186.89 mg/kg)，样点11处碱解氮含量最高(1 672.63 mg/kg)，样点7沉积物的速效钾含量为138.83 mg/kg，显著低于其他各采样点，而在样点9处最高(857.07 mg/kg).

草海东部有主要的入水口大中河，而出水口位于西部. 根据采样点的位置将草海划分为东、中、西3个部分，发现不同区域草海沉积物中养分含量不同(表 3)，沉积物有机质、总氮、总磷含量以西部最高，分别为283.51 g/kg，13.29 g/kg和0.58 g/kg，并由东至西依次递增，且中、西部有机质、总氮和总磷含量显著高于东部，这与杨海全等^[12]和郭媛等^[23]的研究结果相似. 草海中部沉积物的碱解氮和速效钾含量分别为990.63 mg/kg和502.72 mg/kg，显著高于西部和东部; 东部碱解氮和速效钾含量最低，分别为787.40 mg/kg和400.95 mg/kg. 中部沉积物的有效磷含量最低，为9.84 mg/kg; 西部有效磷含量最高(26.68 mg/kg)，西部和东部有效磷含量显著高于中部.

根据《全国第二次土壤普查养分分级标准》，所有样点的有机质、总氮和碱解氮含量全为Ⅰ级水平，养分含量高. 90.91%的样点速效钾含量达到Ⅰ级水平(表 4)，速效钾供给能力强，但总磷含量较低，有效磷含量中等，这是由于沉积物中的磷主要来自母岩，而贵州土壤普遍缺磷所致. 草海沉积物81.82%的样点总磷含量在Ⅳ级及以下水平，少部分样点达到Ⅲ级水平，81.82%的样点有效磷含量达到Ⅲ级及以上水平，说明在草海沉积物中，尽管磷素不丰富，但有效磷含量相对较高，磷素的供给能力较强. 采用模糊综合评价法可得到11个土样和区域养分模糊综合指数FCI，发现采样点FCI值在4.24~4.90间波动，平均值为4.62，养分水平较高，其中样点5的FCI最高(4.90)，样点7的FCI最低(4.24)，但也属于养分较高等级.

通过查阅文献和资料，搜集到2010年草海沉积物的养分数据(表 5). 与2010年相比，2016年有机质和总氮含量变化较小，分别上升了3.26%和1.29%. 已有研究表明草海水生维管束植物量近30年呈现出上升趋势^[24]，植物通过光合作用将碳、氮等元素储存在体内，当其死亡时将养分以有机物形式返还给沉积物，造成沉积物中有机质和总氮积累. 但是，有机质和总氮含量上升幅度不大，可能是草海沉积物的养分分布不均匀，二者取样点差异所致. 与2010年相比，草海沉积物的总磷含量降低31.34%，可能是水生植物数量变化、磷的来源、采样季节、有机磷的分解与释放综合作用的结果. 碱解氮含量提高了37.11%，有效磷含量降低了18.87%，主要是因为这2个指标均属于速效养分，受环境影响较大.

与国内类似湖泊比较，草海沉积物中的有机质、总氮和总磷含量差异较大(表 6). 红枫湖位于贵州，是典型的人工湖泊，草海沉积物有机质和总氮含量分别是红枫湖的6.54倍和2.05倍，可能是因为草海的水生植物量高于红枫湖，以浮游植物为例，草海浮游植物的种类和生物量均远高于红枫湖^[25-27]，碳、氮容易积累于沉积物中. 但草海沉积物总磷仅为红枫湖的32.86%，可能是红枫湖为人工湖，沉积物养分受人为影响大. 草海与乌梁素海同为草型湖泊，其沉积物的有机质和总氮含量分别是乌梁素海的12.00倍和13.69倍，总磷含量是乌梁素海的83.64%. 草海、滇池和青海湖为中国3大高原湖泊，草海沉积物的有机质、总氮和总磷含量分别是青海湖的7.83，6.76和0.78倍，可能是青海湖为深水湖泊，平均水深达到21.7 m，而草海为浅水湖泊，可以大面积生长水生植物，具有更高的初级生产力^[28]，可向沉积物提供更多的有机质和氮素; 草海沉积物的有机质、总氮和总磷含量分别是滇池的2.81，3.34和0.27倍，表现出较高的有机质和总氮含量，较低的磷含量.

1) 草海沉积物中有机质、总氮、碱解氮、总磷、有效磷和速效钾含量平均值分别为251.19 g/kg，11.77 g/kg，910.63 mg/kg，0.46 g/kg，19.95 mg/kg和456.67 mg/kg. 且草海有机质、总氮和总磷含量呈现出由东至西递增的趋势.

2) 草海沉积物养分模糊综合指数为4.62，属较高等级. 有机质、总氮、碱解氮达Ⅰ级水平，速效钾的绝大部分达Ⅰ级水平，有效磷大部分处于Ⅱ级水平，总磷主要处于Ⅳ级及以下水平，有效磷主要处于Ⅲ级及以上水平.

3) 2010-2016年草海沉积物有机质和总氮含量增加，但变化较小; 碱解氮、总磷和有效磷含量变化大于有机质和总氮，草海有机质和总氮含量高于红枫湖、青海湖、滇池和乌梁素海，而总磷含量低于上述湖泊.