喀斯特山地表层岩溶泉水化学对土地利用方式的响应
表层岩溶泉是储存于表层岩溶带的地下水,为近地面的表层地下水系统,它的普遍分布是西南岩溶峰丛山区居民历史上聚集和繁衍的重要条件。由于表层岩溶水位置高,开发利用便利,对解决当地人畜用水等具有重要意义。但是不同土地利用引起的地表植被-土壤系统的改变正直接影响着表层岩溶泉水化学的变化。对所选取的南川峰丛山地3 种不同土地利用方式(马尾松林、耕地、石漠化地)下的表层岩溶泉水进行了为期一年的取样分析,所选的3 个泉点均发育于下三叠系嘉陵江组灰岩,通过对3 个泉水进行t 、pH 、EC 、HCO3 -、NO3 -、SO4 2-、PO4 3 、Cl -、Ca 2+、Mg 2+、Na +、K +等水化学指标的测定,结果发现:各泉水pH 都表现为雨季低,干季高,雨季泉水呈弱酸性,干季泉水呈弱碱性,马尾松林泉水为HCO3-Ca 型水,另外2 个泉水为HCO3·SO4-Ca 型水.裸露的石漠化地泉水由于缺乏植被的覆盖,直接接受太阳辐射,其对应的泉水水温较高,季节变化幅度也最大,变幅为10.1 ℃,其次为耕地,而马尾松林泉点为马尾松林和灌草丛所覆盖,在植被的调节作用下,其温度季节变化幅度最小,变幅为3.6 ℃。泉水的电导率表现为马尾松林泉水(年均549us/cm)<耕地泉水(年均659us/cm)<石漠化地泉水(年均700us/cm),由于耕地化肥和农药的使用,增加了泉水的离子来源,故其下覆泉水电导率也较高。3 个泉水的各主要阴阳离子也都表现出了一定的季节变化,但在各种离子的含量上,3 个泉水存在一定的差异,各离子含量的最大值和最小值出现时间也各异。在NO3 -、SO4 2-、PO4 3-、Cl -、Na +含量上,都表现为马尾松林泉水<耕地泉水<石漠化地泉水,石漠化地泉水的NO3 -、SO4 2-含量最高达到70.4340 mg/L 和159.5500 mg/L ,两者含量分别为同一月份马尾松林泉水两者含量的13 倍和4 倍,在K +离子含量上,表现为耕地泉水>石漠化地泉水>马尾松林泉水,然而3 个泉水的HCO3 -和Ca 2+含量及其占所测定的9 种主要离子的比例都由马尾松林泉水→耕地泉水→石漠化地泉水逐渐减少,3 个泉水HCO3 - +Ca 2+占所测9 种主要离子的比例分别为87.1％,71.8％,62.9％.3 个泉水各水化学指标间的差异,原因主要为随着土地利用方式的改变,植被覆盖程度降低、土层厚度减少,土壤的净化能力和保水能力随之降低,土壤和母岩间亲和力差,水土流失加重,离子可通过表层岩溶带发育的裂隙快速进入表层岩溶泉,也可随着水土流失进入泉水中,从而使得下覆泉水NO3 -、SO4 2-、PO4 3-、Cl -、Na +等离子含量及电导率的增多,但是植被的减少,生物活动的减弱,致使土层中的CO2 含量减少,溶蚀作用减弱,具有喀斯特特性的HCO3 -和Ca 2+离子含量和比例逐渐减少。
岩溶泉水 土地利用 喀斯特特性 电导率 地下水
林明珠 谢世友 衡涛
西南大学地理科学学院,重庆,400715
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2010-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）