桂林山水甲天下,溶洞湿地展风姿

来源:地调局岩溶地质研究所 作者:郭芳 发布时间:2023-06-15

桂林山水甲天下,这是天下游客对桂林的赞誉。通常这句话理解为山水奇特且互相增色,正如韩愈的诗句所描述的那样:江作青罗带,山如碧玉簪,构成一幅完美的山水画卷。其实桂林山水之美的内涵不止于此,在山的下部还有另一幅奇特的景象,如溶洞湿地。

大家多听说过武汉是千湖之城,湿地城市。这是因为武汉处于江汉平原,有长江和汉水带来丰富的水源。杭州有西湖和西溪湿地,这是因为长江中下游本身是水路分布、河网密布的汇水区。相比较而言,桂林属于多山的喀斯特地区,河流数量不多,且水流速度快,表现出水流源区和径流区的特点,形成湖、河湿地的条件并不突出。但实际上桂林却拥有着独特的地下湿地--溶洞湿地。溶洞湿地是因为桂林具有的岩溶地貌在水流对地下岩石的长期作用下,形成一定规模的溶洞,其中充满或半充地下水,形成了近乎黑暗、但物种独特的溶洞湿地,成为桂林山水的另一大特色。

中国地质调查局岩溶地质研究所研究团队关注溶洞湿地已有十多年,研究团队选择甑皮岩湿地进行了长期的研究,建立溶洞湿地的探测和保护技术方法。甑皮岩湿地位于桂林市甑皮岩遗址公园内,包括地下的溶洞湿地和地表的湖塘湿地。其中溶洞位于遗址的下部,与洞穴相通。据考证作为7千至1.2万年前古人类的饮用水源,是桂林已知的最古老水源地。湿地涨水导致遗址被淹没,甚至造成塌陷,是遗址保护的安全隐患。古人类遗址洞穴的保护要求必须深入认识湿地的水文、水环境和水生态。面对这个新问题,岩溶所综合采用地球物理探测与钻探技术、地下水动态监测、示踪试验等多种方法,揭示了溶洞湿地的形态及水文动态规律,主要成果如下:

一是查清了湿地与区域地下水和地表水之间的关系,特别是甑皮岩溶洞湿地与北部的相人山溶洞湿地、与公园内的湖塘之间的联系,解释了洪水淹没遗址的原因,对于后期遗址水害治理提供了基本遵循的约束条件。

二是查明了湿地污染来源,为甑皮岩遗址保护方案的制定提供了依据。提出湿地长期存在的地下水硫酸盐异常是因为八十年代原工业区大量使用含硫煤烧砖而遗留下来的污染;现阶段个别湿地的水体有异味,释放H2S和CH4气体,是富硫的地下水环境叠加周边渗漏的生活污水导致的。

三是创新湖塘湿地的修复治理方案。提出了通过改善和提升湖塘湿地潜力,减缓洪水和提高水环境质量、保护生态系统完整性的修复方案。利用湖塘湿地的空间分流洪水,减小溶洞湿地的洪水压力;有效连通地下溶洞湿地与地表湖塘湿地,为鱼类提供良好生存空间,在湖塘觅食,在溶洞里躲避干旱和高温,形成良性生态循环;污染物在两种湿地的交互作用中得到自然净化。

四是创建受损湿地的修复技术模式。依据水的来源、水位变化情况和水质状态,将甑皮岩遗址公园内的三个湿地构建三个不同的水生生态模式。湿地1建立“健康的湿地水生生态系统”示范,通过种植苦草和狐尾藻为首的沉水植物,辅以滤食性鱼类、螺等底栖动物,建立健康、完整的水生生态系统食物链;湿地2建立“绿岛生态”,维护干湿交替的湿地生态,展示湿地水位涨落的自然现象;湿地3建立“少量人工干预水生生态系统”,通过控源截污、控鱼、改善驳岸生态等措施,建立自然恢复为主、少量人工干预的水生生态系统,解决了观赏鱼的生态食物链超负荷和外来物种福寿螺啃食水草的生态威胁,水环境质量得到了提升。

溶洞湿地根据水文地质条件可以分为多种类型,如以甑皮岩、隐山六洞为代表的孤峰山脚溶洞湿地,以冠岩为代表的地下河湿地,以兴安冰川溶洞为代表的穿洞型湿地。它们具有独特的水生生态系统,溶洞湿地在维护桂林城市水环境质量,保护水生生态健康发挥的作用可能被低估。基于国家重点研发计划“漓江流域喀斯特景观资源可持续利用关键技术研发与示范”等项目,岩溶所对溶洞湿地的研究成果发表在Frontiers in Environmental Science等国际学术期刊上,对桂林开展溶洞湿地保护性规划具有重要的参考价值。

湿地1修复前                 湿地1修复后


湿地2修复前                湿地2修复后


湿地3修复前                 湿地3修复