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岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生念系统,而表层带岩溶生态系统则是岩溶生态系统物质交换和能量流动最活跃的一部分,对全球第四纪尤其是全新世晚期碳循环表现出灵敏的响应。同时,岩溶生态系统又是一种脆弱的生态系统,极易受到人类不合理或过度的经济活动的干扰而发生生态退化。因此,表层带岩溶生态系统研究不仅是全球碳循环及大气CO2“遗漏汇”问题研究的一个重要方面,也是脆弱的岩溶生态系统保护的基础。表层带岩溶生态系统中CO2动态规律的探索是系统运行机制研究的主要内容,尤其是土壤CO2动态研究。土壤是表层带岩溶生态系统的核心部分,实质上,表层带岩溶作用就是以土壤为媒介的表层生态系统过程,后者在运行机制上深受土壤CO2动态的影响。高浓度的土壤CO2不仅驱动着岩溶地区岩溶作用的进行,而且还是植物光合作用的重要物质基础,通过土——气界面的物理扩散、生物生化作用等与植被层及大气CO2相互联系。 本文选择了金佛山岩溶实验站位于不同垂直带的两个观测样地(样地1、2分别为碧潭湖次生杂林和生态石林常绿、落叶阔叶林),通过对系统内CO2的分布和动态及主要环境因子的观测,认识到表层带岩溶生态系统CO2浓度在夏季存在明显的昼夜动态和月变化,这种变化与气温、土壤温度、降水及土壤含水量等有密切关系,在不同的植被类型、地质地貌、土壤性质等要素下有不同的表现:(1)夏季CO2浓度剖面昼夜分布及动态:两个样地有一定的相似性:土壤亚系统CO2浓度分布由近地面层向下,浓度逐渐增高;植被——大气亚系统则由林冠层向下到地表,浓度逐渐增高。昼夜变化与气温、土壤温度关系密切,随温度升高,土壤CO2浓度升高,而植被层CO2浓度则下降;较大的降雨和土壤含水量引摘要起浓度下降,而较少的降雨和合适的土壤含水量可以使浓度升高。土壤层和植被层在COZ日动态上呈现较好的反向变化关系。而不同垂直自然带的差异主要表现在浓度水平上,生态石林常绿、落叶阔叶林COZ浓度水平低于碧潭湖次生杂林. (2)夏季C02浓度剖面季节分布及动态:碧潭湖次生杂林土壤层剖面浓度分布和加密观测结果具有较好一致性,随土壤深度加深,浓度增高:浓度动态与温度变化一致:降雨的影响要复杂一些,与降雨量关系密切,雨量大,C02浓度下降,雨量小,浓度上升:各层间浓度差异不大,各层浓度变率也不大。植被层剖面浓度分布总体上还是由林冠层向下浓度增高,但规律性并不明显,而月动态和气温、降雨量没有明显关系。生态石林常绿、落叶阔叶林土壤层剖面浓度分布和月变化较碧潭湖次生杂林复杂,但浓度分布绝大部分时候依旧遵循深度深浓度高的规律;动态与温度变化仍然保持一致;降雨对土壤C02的减弱作用更明显,不仅雨量大的降雨,而且连续少量降雨都会降低其剖面浓度:剖面各层次浓度差异大,且浓度变率大。植被层浓度分布规律明显,由林冠层向地面浓度增加。植被层和土壤层COZ浓度的动态关系上,不同实验样地差异很大,碧潭湖次生杂林两者呈现同向变化,而生态石林常绿、落叶阔叶林两者呈现反向变化。(3)碧潭湖次生杂林土壤COZ排放昼夜动态的研究表明,温度和降雨明显影响着土壤C仇排放,土壤COZ排放随温度升高而增加,降雨对其影响较复杂,降雨量较大时,土壤排放量明显下降,降雨量不大时,对排放量的影响并不明显。(4)表层带岩溶生态系统土壤中的水对土壤中的C02有一定的吸收作用,通过这种吸收促进岩溶作用的进行。不同垂直带吸收水平不同,碧潭湖次生杂林表层带岩溶生态系统吸收水平较高。