典型表层岩溶泉短时间尺度动态变化规律研究

本文以广西马山县弄拉岩溶动力系统监测站为例,通过人工及自动记录,分别对表层岩溶泉水的物理化学特征变化进行了研究。短时间尺度监测表明,岩溶动力系统对环境变化十分敏感,响应及时。在不同的气候条件下,水的物理化学特征多日与昼夜动态变化有不同的表现。在正常气候(无雨)条件下,水温的变化与气温变化基本一致,pH与电导率之间具有较好的负相关关系,电导率峰值区滞后最高温度约4～5h。这可能与植被从光合作用向呼吸作用转变导致大气CO2浓度产生较大的梯度变化有关。而这种梯度十分有利于岩溶作用的进行。暴雨期间,稀释作用可贯穿整个降雨过程,但降雨1～2h后,表层岩溶带的高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力作用和CO2效应逐渐占主导地位,而稀释作用对弱降雨过程仅作用于降雨的开始阶段。因此有必要把水、岩、CO2气体作为一个整体来解释表层岩溶作用的水文地球化学行为。     

桂西南岩溶山地优势植物种群动态及其对岩溶作用的影响

实现岩溶植被生态系统的恢复和重建,必须对岩溶植被演替规律及其动力机制进行研究。蚬木（Excentrodendron hsienmu）林是桂西南岩溶山地特有的具代表性的原生性森林,采用“空间代替时间”的方法,对处于岩溶植被不同演替阶段的以蚬木种群为优势的岩溶植被进行调查研究,探讨岩溶动力系统对蚬木种群发生发育的影响。结果表明：在先锋群落中,种群缺少大径级个体,幼苗幼树占多数,存活曲线略为凸形且接近于直线,种群结构基本为初始增长型;蚬木种群随着群落的演替发展由初始增长型向增长型或稳定型变化;在顶极群落阶段,蚬木种群存活曲线为凹型或直线型,种群具备所有径级的个体,幼苗幼树所占比例高,大径级个体所占比例少,种群结构基本上为增长型或稳定型,但在蚬木种群不占优势的顶极群落中,种群缺少中间径级的个体,种群结构表现为间歇型,存活曲线为不连续型。随着岩溶植被的演替发育,表层岩溶泉水中的Ca^2＋、游离CO2、HC03^-随着植被的发育和演替而呈现增大的趋势,pH值、水永久硬度则逐渐下降,显示水质的改善。     

广西岩溶及其生态环境领域近十年来的主要研究进展

广西岩溶区面积9．87万km^2,占广西国土面积的41．57％,覆盖80个县市,是世界上最典型、最重要的岩溶区之一,不但发育有最秀丽的热带峰林、峰丛岩溶地貌景观以及最典型的岩溶植被和土壤,而且,石漠化、岩溶塌陷、旱、涝、地下水污染等岩溶环境问题也十分突出。因此,吸引了广大学者来广西进行岩溶或岩溶区生态环境研究,中央和有关部门也在广西岩溶区部署了大量的科研项目,     

放牧对峰丛洼地植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响

以西南典型岩溶峰丛洼地平果石漠化区为研究区,选取受放牧干扰和未受放牧干扰植被样地,开展放牧干扰对植物-土壤C、N、P元素生态化学计量学特征影响的研究。结果显示,（1）6种受放牧干扰样地土壤（0～20 cm）的C、N、P含量均值分别为6.27 %、0.57 %、0.088 %;植物根、茎、叶和凋落物C、N、P含量均值分别为442.15 g·kg-1、8.33 g·kg-1、0.73 g·kg-1。放牧干扰下,植物和土壤C、N、P含量减少,变异系数增大,容易导致石漠化发生和恶化;（2）6种典型样地土壤C∶N、C∶P、N∶P均值分别为10.76、73.94、6.76;植物根、茎、叶和凋落物C∶N、C∶P、N∶P分别为53.62、669.50、12.53。与无放牧干扰样地相比较,受放牧干扰的样地植物和土壤C∶N、C∶P、N∶P化学计量比呈下降趋势,放牧干扰在一定范围内能提高土壤P的有效性,但当N∶P比值减少到一定程度时,植物的生长受N限制。（3）恢复样地的土壤-植被C、N、P及其比值都优于干扰样地,放牧干扰能在短时间内造成环境迅速退化和石漠化的发生和加剧。禁牧后土壤和植物养分能在短时间内得到修复和改善,尤其是草本饲料类植物经短时间自然恢复后得以恢复正常生长发育。（4）在岩溶峰丛洼地石漠化区,土壤和植物的C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P关系密切,相互之间具有促进或抑制的作用,共同影响植物的生长发育和石漠化演变方向。      

中国地质调查局西南岩溶石漠化野外科学观测研究站简介中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室 李文莉、蒋忠诚、张冉 供稿

西南岩溶石漠化野外科学观测研究站隶属于中国地质调查局岩溶地质研究所,2020年经科技部批准列入国家野外站择优建设名单(国科办函基〔2020〕470号),是岩溶区生态环境监测的核心台站(图1)。该站的主要功能是开展西南岩溶石漠化野外科学观测与研究,并提供社会化共享服务。喀斯特(Karst)即岩溶,分布广泛。全球岩溶总面积2200万km^2,仅“一带一路”沿线就有50多个国家涉及岩溶地质问题。中国是岩溶大国,岩溶面积344万km^2,岩溶景观奇特,岩溶资源环境在全球具有代表性,岩溶领域观测研究在全球具有领先地位。岩溶结构的特殊性使其成为全球最为脆弱的环境系统之一。     

广西果化龙何地区表层带岩溶水系统及其水资源特征

从区域岩溶水系统分析入手,详细论述了龙何地区表层带岩溶水系统的结构特征及水循环过程,并按水动力条件将区内表层带岩溶水系统划分为若干个汇流状或散流状表层带岩溶水子系统。在此基础上,通过表层岩溶泉长观数据的统计分析得出本区表层带岩溶水天然资源量为31. 9× 104m3 /a,约占本区年降水总量的9. 5%。在表层带岩溶水天然资源量中,表层岩溶泉的可开采资源量为5. 9×104m3 /a ,可有效利用资源量为7 732. 4m3 /a。      

论南方岩溶山区生态环境的元素有效态

岩溶环境的元素有效态应当考虑土壤固体、岩溶水、土壤水三种载体。岩溶区富钙偏碱的地球化学背景使土壤中的元素有效态含量较低,但相对来说,岩石背景含量高的元素,其土壤中的有效态含量也明显较高。南方岩溶区强烈的岩溶作用,不但使岩石和土壤中可溶性的Ca、Mg、Na、K大量溶解于水中,而且,某些难溶元素,如Si、Al、Fe、Mn等在岩溶水和土壤水中也有一定的离子含量,使之成为植物中元素的一部分来源。      

岩溶地区生态系统养分平衡研究

以岩溶地区生态系统中养分储存和运移为中心,综合研究了矿物分化、大气降水而引起的养分输入,淋溶流失、水土流失造成的养分输出,以及与生物导致的养分内部循环之间的相互作用和相互联系;讨论了岩溶生态系统养分的流入、保持和流失之间的平衡,并以桂林丫吉村岩溶试验场为例建立系统内各养分体系之间的反馈网络模型。      

广西干旱喀斯特平原的干旱及其成因量化研究

作为广西的重要粮食基地的喀斯特平原区,是气候干旱和喀斯特干旱迭加的地区,干旱问题已成为该区经济发展的障碍。本文主要通过以往的研究资料的分析、计算,从造成干旱的气候、喀斯特地质背景及人类活动3个方面的主要因素,分析干旱形成原因和量化干旱程度。研究结果表明,气候因素是产生干旱的基本原因;可溶岩地质基础是干旱形成的重要原因; 人类不合理活动则加重了旱灾的程度。其干旱程度,在峰丛谷地农业区最为严重,峰林谷地农业区和峰林平原区中等,孤峰平原区最轻。      

广西平果县石漠化地区立地划分与生态恢复试验初报

以石漠化严重和扩展趋势明显的平果县果化镇布尧村龙何屯为例,在现有土地利用类型的基础上,综合坡度、土层厚度、裸岩率、植被盖度等因子,将该屯土地划分为8个立地类型。根据不同立地类型采取相应的生态恢复模式,设计构建不同的植物群落,生态环境治理与农村经济发展兼顾,构筑以木本农业为主的复合农林经营体系。通过两年多的综合治理,试验区农业产业结构调整、封山育林与人工诱导促进植被恢复以及生态苗圃基地建设等方面取得了初步成效。