贵州施秉喀斯特地区白云岩表面苔藓植物的溶蚀作用研究

本项目选择贵州施秉白云岩喀斯特地区（包括云台山景区、杉木河景区和生态水源涵养区）为研究区域，以白云岩表面的苔藓植物为研究对象，采用野外监测和室内模拟实验相结合的方法，旨在探索典型白云岩表面苔藓植物对基岩的溶蚀形态、溶蚀动态与效果，并初步探讨其溶蚀机理与意义，从而进一步论证苔藓植物在喀斯特生态系统中的作用和地位，并为最终恢复和重建喀斯特退化生态系统提供基础数据。.本项目的研究工作最终将初步探索出贵州施秉白云岩喀斯特地区典型白云岩表面的苔藓植物对白云岩的溶蚀动态及效果，揭示苔藓植物对白云岩的溶蚀意义；初步研究分析出苔藓植物对白云岩作用而产生的溶蚀形态的特征及其成因；并在国内外核心学术刊物上发表论文3篇以上。

由于地理环境优越、海拔跨度大、生境异质性高、人为影响小等原因，贵州施秉喀斯特地区的苔藓植物丰富，共有50科128属286种(含变种和亚种)，其区系具有温热并重、东亚色彩浓厚、特有性较高的特征。其中，岩表生苔藓植物40科91属209种。通过野外观察及室内镜下(光学显微镜、体视显微镜及扫描电镜)微形态观察，分析了苔藓植物对局部微气候的影响以及假根密度、孢子形态大小、苔藓植物碳酸酐酶对溶蚀的催化作用等。讨论了石生苔藓植物形态类型和溶蚀微形态的联系，苔藓植物溶蚀的剖面结构层次与尺度，苔藓植物溶蚀形态尺度的界定与对比，苔藓植物溶蚀微形态的分类，苔藓植物对基岩作用的化学机制、物理机制和生物机制，同时对苔藓植物在喀斯特地貌发育过程中的作用进行了分析和探讨。为揭示苔藓植物碳酸酐酶( CA )对碳酸盐岩溶蚀的催化过程，开展了多组室内溶蚀试验，分别对石灰岩和白云岩进行催化溶蚀反应，结果表明苔藓植物碳酸酐酶(CA)对碳酸盐岩有显著的酶促溶蚀效果，不仅加快溶蚀速度，而起也增加溶蚀量。对溶蚀形态微观结构利用分形维数进行量化，对不同溶蚀阶段的分形维数进行分析表明：加碳酸酐酶组的分形维数初期变化较大，后期变化不大，呈对数函数变化，未加碳酸酐酶的组溶蚀过程分形维数变化相对较为均衡，呈多项式变化。