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1、贵州草海湿地流域水化学组成变化研究贵州草海湿地生态系统属典型的喀斯特高原湿地生态系统。该湿地流域汇水区面积为 98.5km2,草海区域地层岩性以石炭系碳酸盐岩为主。湿地外围喀斯特地形分布广泛，地下水沿盆地边缘及低洼地带流出地表。 湿地内部水生植物群落分异明显，浅水区以挺水植物为主，主要有茭白（Zizania caduciflora）、水葱（Scirpus validus Vahl）等；深水区以沉水植物为主，主要有眼子菜（Potamogeton franchetii）和狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）等。研究表明这些沉水植物具有利用水体中 HCO3-进行光合作用的能
2、力，因此研究该流域水化学组成的变化，有助于加深对岩溶作用生物地球化学过程的认识。2014 年 9 月笔者对草海及周边地表水和地下水进行了系统的样品采集。在湿地水面以 0.5km2公里网格进行布点，每个采样点按照上、中、水-沉积物界面三层进行采集。共采集 49 个样点，144 个湿地水样品，同时也采集了 4 条流入草海河流，和 14 个泉点样品。流域水化学特征如下：（1）湿地水水质参数变化特征： 湿地水 pH 值、DO、EC、Eh 四类水质参数变化范围较大，表层水pH 6.729.72、DO 0.0313.9 mg/L、EC 165.5531. 0 μs/cm、Eh -230.7+244.
3、6 mv;中层水 pH 6.759.62、DO 012.96 mg/L、EC 165.7527 μs/cm、Eh -243.3+204.5 mv;界面水 pH 6.759.55、DO 09.67 mg/L、EC 167.2562 μs/cm、Eh -272.5+265.5 mv.该特征在区域上明显不同，东侧区域 pH 值呈弱酸性，DO 含量低、EC 值较高、Eh 总体为负值，显示为还原环境；西侧区域则呈相反趋势，pH 值偏碱性，DO 含量高、EC 值较底、Eh 总体为正值，显示为氧化环境。初步分析认为，由于西侧以沉水植物为主，该区域水质参数变化可能与白天沉水植物和藻类光合作用有关；
4、而草海东侧以挺水植物分布为主，加之靠近威宁县城，城市生活污水大量排放，野外样品采集时，水体恶臭明显，该区域水质参数变化可能与挺水植物根系呼吸作用、水体和沉积物中微生物反硝化和硫酸盐还原反应有关。（2）湿地水水化学变化特征：湿地水中阳离子的总物质量浓度变化范围为 0.973.09mol/L.Ca2+、Mg2+总和占总阳离子物质量浓度的 79% 43%;K+、Na+总和占总阳离子物质量浓度的 20% 56%.阴离子的总物质量浓度变化范围为 1.24 4.93mol/L,以 HCO3-和 SO42-为主，二者之和占总阴离子物质量浓度的 68% 95%.湿地水 Na/Cl、K/Cl 摩尔比平均值分别为
5、 3.48 和 1.03,高于海洋气溶胶中 Na/Cl、K/Cl 摩尔比值。这显示海盐对湿地水化学的组成影响较小，而 Gibbs 图（TDS vs. Na+/（Na+Ca2+）显示，流域岩石风化控制草海湿地水化学组成。此外，湿地水中 Ca2+、HCO3-浓度变化范围较大，分别为 10.871.6 mg/L和 40.5 239.1 mg/L.在东侧区域二者浓度较高，而西侧浓度较低。热力学参数计算结果显示，草海西侧水体方解石饱和度指数大于 0,说明钙离子形成碳酸钙沉淀从水中分离，此外西侧沉水植物光合作用利用HCO3-作为无机碳源合成有机碳，从而使得水体中钙离子和碳酸氢根浓度较低；而东侧整体成还原环
6、境，方解石饱和度指数小于 0,加之微生物等呼吸作用释放 CO2溶解于水中使得该区域水体 HCO3-浓度较高。（3）河水、泉水水化学及流域化学风化特征：河水 pH 变化范围为 7.70 8.08,EC 变化范围为 267 696 μs/cm;泉水 pH 变化范围为 6.90 7.66,EC 变化范围为 353 903 μs/cm.泉水和河水阳离子的总物质量浓度变化范围为 1.54 4.73mol/L,以 Ca2+和 Mg2+为主，平均分别占总阳离子物质量浓度的 80%和 12%;阴离子的总物质量浓度变化范围为 2.36 8.08mol/L,以 HCO3-和 SO42-为主，平均分别占总阴离子物质量浓度的 73%和 16%.Piper 图显示，河水和泉水水化学类型以 Ca2+-HCO3-为主，个别泉点为 Ca2+-SO42-.HCO3-/Na vs. Ca/Na 图、Ca/Na vs. Mg/Na 图和 Mg/Ca vs. Na/Ca 图表明，碳酸盐岩风化控制该流域河水和泉水水化学组成。