El sumidero de carbono kárstico causado por afloramientos rocosos resulta en un enriquecimiento del bicarbonato en el suelo, afectando el proceso fisiológico de las plantas de manera integral. El agua es la base del crecimiento de las plantas y de las actividades metabólicas. En hábitats de afloramientos rocosos heterogéneos, el impacto del enriquecimiento de bicarbonato en el metabolismo del agua intracelular de las hojas de las plantas aún no está claro, lo que necesita ser revelado. En este trabajo, se seleccionaron las plantas como materiales experimentales, y se utilizaron índices electrofisiológicos para estudiar su eficiencia de retención, transferencia y uso de agua bajo tres hábitats simulados de afloramientos rocosos, es decir, con una relación roca/suelo de 1, 1/4 y 0. Al determinar y analizar de manera sincrónica el contenido de agua en las hojas, los parámetros fotosintéticos y de fluorescencia de clorofila, se revelaron las características de respuesta del metabolismo del agua dentro de las células foliares a los hábitats heterogéneos de afloramientos rocosos. Los resultados mostraron que el contenido de bicarbonato en el suelo en hábitats de afloramientos rocosos aumentó con el incremento de la relación roca/suelo. Bajo el tratamiento de una mayor concentración de bicarbonato, la eficiencia de adquisición y transferencia de agua intra- e intercelular de las hojas, así como la capacidad de utilización fotosintética, disminuyeron, el contenido de agua en las hojas fue menor, y esas plantas tuvieron una baja eficiencia de utilización de bicarbonato, lo que debilitó en gran medida su resistencia a la sequía. Sin embargo, las plantas tuvieron una alta capacidad de uso de bicarbonato al enfrentar el enriquecimiento de bicarbonato dentro de las células, y dicha capacidad podría mejorar significativamente el estado hídrico de las hojas, y el contenido de agua y la capacidad de retención de agua intracelular de las hojas de las plantas en grandes hábitats de afloramientos rocosos fueron significativamente mejores que en hábitats sin afloramientos rocosos. Además, la mayor capacidad de retención de agua intracelular probablemente mantuvo la estabilidad del ambiente hídrico intra- e intercelular, asegurando así el pleno desarrollo de su capacidad metabólica fotosintética, y la eficiencia estable de uso de agua intracelular también hizo que las plantas fueran más vigorosas bajo sequías kársticas. En conjunto, los resultados sugirieron que los rasgos metabólicos del agua de las plantas las hicieron más adaptables a los entornos kársticos.