（1）岩溶地区概况
全国岩溶区，以广西最为典型。广西壮族自治区地处我国西南，境内岩溶地貌主要以中上寒武统至中三叠统的碳酸盐岩为物质基础，其碳酸盐岩面积达到9.6万km2[1]。广西岩溶区地层为碳酸盐岩地层中岩性纯度最高的纯碳酸盐岩地层，其岩溶发育的物质条件要优于全国其它地区，据曹贤发等科研人员的研究，广西属于亚热带气候，氢离子浓度高，其碳酸盐岩溶蚀作用强度相较于贵州、云南、重庆等更大[2]，容易生成岩溶景观，因此广西是我国岩溶景观数量最多，分布最为广泛的区域。广西岩溶景观分布面积广, 形态优美、类型齐全,包括山、水、洞、桥、井等类型及各种不同的组合方式,既是广西各级地质公园和绝大多数风景名胜区的物质基础,又是广西“绿水青山”和“山水林田湖生命共同体”的重要组成部分, 还是广西“绿水青山”和“山水林田湖生命共同体”存在、延续、保持或改善的物质基础和前提之一，更为“守护绿水青山，建设美丽广西”提供强有力资源支撑[3]。
岩溶地区特有的水——岩——气的相互作用对当地生态产生重大影响。①岩溶地区的含水层存储着大量水源，为许多喀斯特地貌的城市和国家的供水做出了重要贡献；大约678万人依赖来自喀斯特含水层的淡水。喀斯特含水层对供水至关重要，也为许多物种提供了栖息地，其中包括许多稀有和特有动植物物种，具有巨大的生态效益。②在亚热带岩溶动力系统中，表层的土壤与植被是驱动岩溶水系统演化化学能的重要来源，其中见液相部分及其以Ca2+，HCO3-，为主的化学成分，是岩溶动力系统的枢纽，而且Ca2+，HCO3-通过与生物圈，人类活动，大气圈的联系，使它们自身积极参与岩溶作用。亚热带岩溶地区在无雨的条件下水化学变化的驱动力是太阳辐射和气温，由亚热带岩溶地区表层土壤CO2的日变化而后到表层土壤CO2[4]，进入表层岩溶带水中，表层岩溶水接着又补给到地下水中，在此基础上使得亚热带岩溶水系统的电导率，pH值以及HCO3-等指标的变化。这三个环节互相影响，相互作用：①驱动岩溶景观和一系列环境问题的形成。②调节大气的温室气体。③驱动元素迁移形成矿产。④影响生物多样性和人体。
（2）岩溶湿地——会仙湿地为例
岩溶湿地是一种独特的湿地类型，目前国际上还没有统一的定义。澳大利亚环境保护署（EPA）将其定义为“岩溶湿地属于地下水湿地系统（Undergroud wetland system）的一种，和地表水的存在与否无关，其内通常发育有地下河”[5](Ecosystem Conservation Branch,EPA.WETLAND MANAGEMENT PROFILE. Queensland. Environmental Protection Agency,2006)岩溶湿地是岩溶区特有的一种湿地，与非岩溶湿地相比，有其独特的湿地特征。而马祖陆认为岩溶湿地定义：是指主要分布在岩溶地区（包括地表、地下），或以岩溶水为主要补给水源,具有岩溶地区特有的富钙偏碱性水土特征和典型岩溶水土循环演化机制，以喜钙耐碱的湿地生物群落为主或与喜钙耐碱的生物群落相互依存为特征的内陆湿地,包括岩溶地区地表或地下的湖泊、沼泽、河流或其他地下岩溶地下水文系统。
桂林属于峰林地貌地区，喀斯特地貌岩溶面积广大，地下溶洞复杂，地下水丰富，形成了地下河，由于喀斯特地貌，的地下室与地表水相连通，形成地上，地下双层水系统。会仙湿地地下水丰富且径流分布错综复杂，海拔较低，地下水出露，从而形成了难得的岩溶湿地景观[6]。
桂林会仙岩溶湿地位于桂林市临桂县会仙镇，四塘乡一带，北至文全黄插塘一带南至睦洞，毛家渣塘底一带，西至九头山，莫家，东至冯家，地理坐标为：东经110°09′50″~110°14′30″，北至25°05′20″~25°06′45″，总面积为35.2km2,区内交通发达。目前，共有睦洞，四益，新民，文泉，竹园，大湾等四级公路，可以直达湿地大部分地区，交通便利[6]。
桂林会仙岩溶湿地所在地区气候温暖湿润，为亚热带季风气候区，冬无严寒夏无酷暑。多年平均降雨量达1835.8mm,年最大降雨量为2452.7mm,年最小降雨量为1313.3mm。雨季为3~8月，降雨量占全年的80%，其中，4~8月是暴雨多发期，大约占全年的50%，8~9月暴雨次数减少，常出现高温干旱天气，10月份天气晴朗，秋高气爽，气候舒适宜人[6]。但是随着全球气候变暖和人类对自然环境的破坏，导致会仙湿地的降水量从1969年的1300mm到2006年的1934mm,气温也从1969年的18.96℃到1991年的19.43℃，再到1997年的19.22℃，再到2006年19.56℃，到2020年的时候已经升高到了25℃，气温总体呈升高趋势；尽管降水量总体呈上升趋势，但降雨主要是以连续大雨，暴雨的形式出现，枯水季节时间拉长，降雨量减少，气温的升高又导致空气变得干燥，地面蒸发加剧，不利于湿地的水分的蓄积[7]。
会仙岩溶湿地的水岩组可划分为多个种类，它们分别是单层结构松散类含水岩组①连续型纯碳酸盐中厚含水岩组②夹层型不纯碳酸盐含水岩组③会仙湿地含水岩组。会仙岩溶湿地的水文过程分为三个阶段：产流过程，坡地汇流过程和河网汇流过程；径流成分主要有地表径流，壤中流，表层岩溶流，地下径流（土壤层地下径流，岩溶地下径流）。其中，地表径流所占比重最大，其次是地下径流。会仙岩溶湿地地表径流主要来自降水补给。地下径流主要补给源也为大气降水，第二种为沼泽水入渗补给，第三种为外源水的侧向补给。
会仙湿地径流与污染的关系。会仙湿地的径流组成有地表径流，壤中流，表层岩溶流，地下径流。在如今人类的生产活动中，产生的水溶性强的污染物，容易迁移，导致面源污染尤其是化肥，农药等，通过淋溶，地表径流和冲刷等途径进入地表水体[8]。会仙湿地具有漓江之肾的美称[9]，其生态效益不可谓不大，会仙湿地地势低洼，成为地表径流的汇聚和地下水的出露之地，水溶性污染物容易富集，对湿地生态造成严重危害：如农业生产使用的农药化肥在进入水体后，会造成水域富营养化或水源硝酸盐含量超标等危害[10]。
据访问，上世纪50年代尚有20余个湖塘,规模在500亩以上的有莲塘（野鸭湖）、大马塘、督龙湖等等，以及密集的河溪、泉和大片沼泽地(湿地间有大小不等的旱地相连),但现在绝大部分已被围垦，成为鱼塘、果园、农田或干枯的荒地，仅有大马塘、督龙湖、分水塘等少数湖塘存留,但面积也已大为缩小。岩溶湿地已表现出整体性严重退化和萎缩,现存面积仅24km2，常年有水面积不足6km2，主要集中在古桂柳运河一带[11]，这期间，鸟类几乎灭绝，植被分布范围缩小，湿地生态环境遭到严重破坏，在水——岩——气相互作用与人类的其它活动影响下，湿地水质恶化，pH，HCO3-，等溶质的数值改变，在这一过程中，基因突变与环境改变会改变原环境生物的种群结构和时空分布，进而促进新的优势生物种群的快速形成[12]。
（3）人类活动对岩溶湿地的破坏
对湿地的破坏有4种主要方式，一是直接方式，包括围湖（沼泽）造田、围湖养殖或在沼泽中开挖鱼塘、养殖场等破坏性开发；另一种是间接破坏，主要包括开挖沟渠→疏干湿地地表水和过量利用湿地水资源，造成湿地水资源的枯竭，水域面积减少和沼泽萎缩。其中，后者又为直接破坏提供了条件。比如古桂柳运河的修建在古代军事和商业互通中发挥了巨大作用，但从另一方面看它又是对湿地间接破坏的典型实例，因为它破坏了湿地原有的水文格局，造成湿地地表水的流失（或疏干）[13]。
农药的大量使用也是人类对岩溶湿地破坏的一种间接方式从生态层面来说。如今化肥和农药的大量使用极大地保障了中国的粮食安全。但特别值得注意的是，根据中国政府发布的《2020年化肥使用零增长行动计划》，中国农作物平均化肥使用量为21.9 kg/mu（1亩= 1/15公顷），明显高于世界平均水平8 kg/mu，是美国的2.6倍、欧盟的2.5倍。统计数据显示，2019年中国单位面积农药使用量为13.07 kg/ha，是亚洲平均水平（3.68 kg/ha）的3.55，是全球平均水平（2.69 kg/ha）的4.68倍[14]，这样高的农药化肥使用量在下雨时极易造成大面积的面源污染。有关资料显示，我国在水稻和棉花生产过程中的农药施用超量达40% ~50%[15]。由于氮肥施用量大，利用率低，每年有多于1500万t的废氮流失到我国各大河流、湖泊之中，造成一系列环境问题。据美国环保局2003年调查结果显示，农田面源污染是美国河流和湖泊污染的第一大污染源，导致约40%的河流和湖泊水质不合格，同时也是造成河口及地下水污染和湿地退化的主要因素[16]。具体内容就是农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏等途径进入水体所造成的水污染。而且相对于点源污染，农业面源污染难以准确测量及控制，具有涉及范围广、隐蔽性强、随机性大、溯源性差、潜伏周期长等特点[17]。
同样淡水养殖业也是人类破坏湿地的一种水体层面的间接方式。根据2023年《中国渔业统计年鉴》数据[18]：2022年中国淡水养殖面积为503.31×104hm2，产量为3 289.76×104t，占全国水产品总量的48%，产值达7 863 ×108元；池塘养殖为最主要的养殖模式，养殖面积为262.49×104hm2，产量为2 414.30×104t，占全国陆域淡水养殖总产量 73.39%；大水面养殖面积227.80×104hm2，产量为416.49×104t，占淡水养殖产量的12.66%。不难看出，淡水养殖业发展如火如荼，事物具有两面性，其所产生的各种问题也是不可避免的。水产养殖业受传统养殖的影响部分生产方式粗放、科技含量不高。网箱养殖户片面追求高投入、高密度、高产量，以投喂配合饲料为主，如果没有环保循环处理设施，饲料残饵、鱼类粪便易沉淀造成污染。常见的池塘养殖模式特点是以农村自然坑塘和盐碱地为主，较分散，放养密度较低，投饵少，主要污染来自养殖水体的直接排放对水域环境造成轻度污染[19]。总的来说，水产养殖生产活动中投饲、肥水、治疗疾病等产生的饲料残饵、过剩肥料、渔药残留等造成的养殖水体局部恶化和供水环境污染以及养殖过程中产生的生活垃圾和大量病死鱼的乱处理造成 的面源污染，甚至会对生态环境和生物健康造成严重影响[20]。
（4）会仙湿地水环境的改变与浮游植物时空分布的关系
目前浮游生物（浮游植物和浮游动物）作为水生态系统中的初级生产者和初级消费者，其分布状态在一定程度上可以表征该河流的生态状况，是河流水质状况的重要指示生物[21]。大量研究表明，由于浮游生物对污染物敏感的特性，在污染的压迫下，浮游生物群落及时空分布会发生改变，如：厦门海沧湾红树林恢复区共鉴定浮游植物5门52种（属），该调查区域水质呈中度或轻度污染[22]。目前，有马继鑫对城市水体与浮游生物的研究[23]，有商书芹对北方沼泽湿地水体与浮游生物的研究[24]，有涂天鸿对湖泊水体与浮游生物的研究[25]，而对岩溶湿地与浮游生物的研究较少。岩溶湿地，以桂林会仙湿地为例，临桂县境内的会仙湿地是目前广西最大的一片湖泊型湿地，也是广西岩溶峰林地貌中最具研究价值的典型湿地，具有巨大的环境净化功能及经济社会效益。会仙湿地河水三分入漓江，七分入柳江，是桂林山水不可分割的组成部分和漓江大水系建设“六江四库四湖一湿地”的重要组成部分，被誉为“漓江之肾”。保护会仙湿地，对于净化漓江水质、保护漓江流域生物多样性和区域生态平衡有着举足轻重的作用。换句话来说，保护会仙湿地就是保护漓江之“肾”，就是保护漓江的“生命健康”[26]。所以，本研究组通过研究浮游生物时空分布去反应会仙湿地如今的环境，是极具生态意义与社会效益的。
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