廣西巖溶植被的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)——以弄拉次生林為例.pdf

1、生態(tài)系統(tǒng)退化問題是阻礙國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題。在巖溶分布廣泛的廣西，生態(tài)系統(tǒng)退化問題更加嚴(yán)重，以石漠化現(xiàn)象表現(xiàn)出來，如何進(jìn)行巖溶區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建，成為廣西當(dāng)前的重大課題。要恢復(fù)和重建本區(qū)退化的生態(tài)系統(tǒng)，阻擊石漠化，必須明確巖溶植被的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)。目前對巖溶植被的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)研究不多，一些規(guī)律還沒有查清，不利于進(jìn)行有關(guān)方面的決策。 本研究通過對廣西馬山弄拉生態(tài)監(jiān)測站封山育林40 多年后形成的以常綠闊葉林為主的

2、次生林的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)進(jìn)行采樣分析、儀器監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理，力圖對巖溶植被的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)進(jìn)行初步探討。 研究表明，大氣降雨經(jīng)過森林植被層后，化學(xué)成分(K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、游離CO2、TC、DOC 和DIC）的總含量增加了，如游離CO2 由大氣降雨中的3.81mg·L-1，增加至穿透雨中的4.55mg·L-1 和樹干徑流雨中的6.1mg·L-1；各種養(yǎng)分元素表現(xiàn)出不同的變化，根據(jù)淋溶系數(shù)的大小排列穿透雨

3、中各離子的淋溶序列為：K+﹥Mg2+﹥Cl- ﹥HCO3-﹥Ca2+﹥Na+，其中Cl- 、HCO3- 、Na+和Ca2+為負(fù)淋溶，K+ 和Mg2+為正淋溶，樹干徑流雨中各離子的淋溶序列為：K+﹥Mg2+﹥HCO3-﹥Ca2+﹥Cl-﹥Na+，相對穿透雨來說，樹干徑流雨中Cl-和Na+減少，其余各離子都增加了，即其它各離子的富集作用比穿透雨強(qiáng)；總酸度也增加了，各類水樣總酸度的變化與游離CO2 含量的變化呈正相關(guān)，雨水酸度的降低主要是由溶

4、解游離CO2 的增加而引起的；穿透雨和樹干徑流雨的pH 值較大氣降雨表現(xiàn)為下降，電導(dǎo)率上升。 在相同的自然條件下(降雨量、光照等)，以常綠闊葉林為主的次生林下收集到的土壤水多于稀疏灌叢下收集到的土壤水；以常綠闊葉林為主的次生林下的土壤自然含水量高于稀疏灌叢下的土壤自然含水量。不同的植被-土壤系統(tǒng)對大氣降雨的水化學(xué)總效應(yīng)基本相同，即總的化學(xué)物質(zhì)量增加了，東旺和弄拉兩個不同的植被-土壤系統(tǒng)對大氣降雨的水化學(xué)影響程度不一樣，與大氣降雨

5、相比，兩個不同的植被-土壤系統(tǒng)都能增加土壤水化學(xué)物質(zhì)的含量；兩地土壤水相比，弄拉土壤水中Ca2+、Mg2+和HCO3-的含量比東旺土壤水低，Cl-、SO42-、K+、Na+、和游離CO2 的含量比東旺高，東旺土壤水較弄拉土壤水酸度小，硬度大。弄拉蘭電堂泉水中各化學(xué)物質(zhì)的變異系數(shù)較大氣降雨、穿透雨和樹干徑流雨中的都小，泉水物理化學(xué)特征比較穩(wěn)定；受其上覆蓋的植被的影響，弄拉蘭電堂泉的各離子總含量、pH 值、電導(dǎo)率、HCO3-、固定CO2、總

6、硬度和總堿度都要比桂林丫吉村草木灌叢區(qū)內(nèi)的S25 表層巖溶泉高；弄拉蘭電堂泉Ca2+和HCO3-以及TC 和DIC 的含量高于上弄拉泉和東旺泉；蘭電堂泉水文地球化學(xué)特征表明，封山育林后形成的次生林對大氣降雨的稀釋效應(yīng)具有緩沖作用；其水溫受氣溫的影響較大，從晝夜變化來看，植被的光合作用和呼吸作用對泉水的影響效果較明顯，從整年的時間尺度來看，植被的光合作用和呼吸作用所產(chǎn)生的CO2 濃度梯度對表層巖溶泉水物理化學(xué)特征的影響不是很明顯。

7、 被巖溶植被酸化后的水樣，攜帶大量的游離CO2 進(jìn)入巖溶動力系統(tǒng)后，可打破CO2-水-巖石三相的平衡，增強(qiáng)巖溶作用強(qiáng)度，促進(jìn)巖溶作用和巖溶生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，植被涵養(yǎng)水源的功能可以延長巖溶作用時間，增強(qiáng)巖溶作用強(qiáng)度；經(jīng)過森林植被后的大氣降雨向巖溶生態(tài)系統(tǒng)輸入大量的營養(yǎng)物質(zhì)，增加土壤中某些堿性元素的有效態(tài)，從而有更多的養(yǎng)分物質(zhì)提供給植被，加速生長發(fā)育和正向演替。 以上對巖溶植被的生態(tài)水文地球化學(xué)效應(yīng)的研究只是停留在表面，沒有深入具體