大气二氧化碳（CO₂）存在一个遗漏汇,地壳中碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解可能是遗漏汇的成因。但岩溶作用引起的碳汇由于其速率及稳定性问题受到质疑。然而,有不少室内模拟证明微生物及碳酸酐酶（CA）能加速岩溶作用,且有野外观测结果表明微生物能通过改变土壤碳转化增加土壤碳储存,但是,岩溶区微生物能否通过碳转化过程增加土壤碳储存尚不明确。弄清微生物及CA对岩溶土壤生态系统的碳储存作用及其机制,有助于弄清岩溶碳汇的贡献。为此,本文首先通过CO₂-H₂O-碳酸盐系统的室内模拟实验,研究纯化的来源于微生物的CA在加速CO₂-H₂O-碳酸盐系统CO₂捕获过程中的作用及机制,并估算微生物CA对岩溶系统碳储存的贡献大小;然后,通过野外土柱实验,研究自然条件下微生物及CA对岩溶土壤生态系统碳储存的贡献;最后,通过土壤-灰岩系统的室内模拟实验,对野外岩溶自然条件下的实验结果进行佐证,同时,核算土壤-灰岩模拟系统中的碳转化和碳储存,分析微生物及CA促进岩溶土壤生态系统碳储存的机制。获得的主要结果如下:（1）定量分析了微生物CA对CO₂-H₂O-碳酸盐系统中CO₂捕获的贡献,微生物CA对该系统碳储存的贡献达到1/5以上。设计了流动溶蚀实验装置,模拟岩溶土壤生态系统中雨水下渗或地表水冲刷等过程中CO₂-H₂O-碳酸盐系统对CO₂的吸收过程,研究从细菌培养液中提取纯化的CA对该系统捕获CO₂的影响,并估算了CA对CO₂-H₂O-碳酸盐系统碳储存的贡献大小。结果表明,细菌CA对CO₂-H₂O-碳酸盐系统吸收CO₂的过程不仅具有增速作用还具有增量作用,其对该系统捕获CO₂的贡献率至少为18.9%（CO₂-H₂O-石灰岩系统）和22.1%（CO₂-H₂O-白云岩系统）。总之,微生物CA能增加CO₂-H₂O-碳酸盐系统中溶解性无机碳（DIC）形式的碳储存,对该系统DIC形式的碳储存的贡献率至少达到1/5。若根据全球碳酸盐溶蚀所固定的C量进行估算,土壤CA对CO₂捕获的贡献可能达到0.567¹.938×10¹⁴gC/a。（2）微生物及CA能使岩溶土壤生态系统中SOC形式的碳储存增加19.22%。设计了野外土柱溶蚀实验装置,分别在位于桂林丫吉村的岩溶试验场和毛村的思赖碎屑岩对照区开展野外实验,研究自然条件下微生物及CA对岩溶碳循环中土壤碳储存过程的影响。历时3年的研究结果显示,当投加产CA微生物时,土柱中试片溶蚀通量增强,土壤有机碳（SOC）含量增加,土壤无机碳（SIC）含量呈一定程度减少,而土柱中固态碳元素（SOC+SIC）的总量增加。当抑制土柱中的微生物或/及CA活性时,土柱中试片溶蚀通量降低,SOC含量减少,但SIC含量不一定增加,而土柱中固态碳元素的总量减少。此外,投加产CA微生物试验组的土壤δ¹³C-org值较未投加的对照组负偏,表明造成土壤碳储存增加的原因是动植物以外的微生物。产CA微生物及CA能使土壤中的SOC含量增加19.22%（p<0.05）,即增加了土壤SOC形式的碳储存。（3）岩溶土壤中微生物及CA促进碳储存的主要机制之一是改变碳元素的转化方向。设计了一种新型的模拟岩溶土壤生态系统的室内土柱实验装置,能够精确监测该土壤-灰岩模拟系统中各类碳元素的转化过程并进行碳核算,以研究微生物及其CA对土壤-灰岩系统碳转化和碳储存能力的贡献。研究结果显示,在土壤微生物与CA的共同作用下,固态形式（SOC+SIC）储存的碳减少,而气态和液态形式（CO₂+DOC+DIC）排出的碳增加;不同类型的微生物能够改变土壤中碳元素的转化方向,在减少SIC和DIC释出量的同时,增加了SOC的含量;投加微生物及其CA能使土壤δ¹³C-org较未投加的对照组负偏,表明存在一个由微生物驱动的碳输入。此外,岩溶土壤中一些产CA微生物存在时,会释放更多的较DIC更加稳定的DOC,从而形成岩溶土壤中的碳储存。据估算,占中国国土面积1/3的西南岩溶区由于土壤微生物的作用每年可以增加土壤碳储存2.04 Pg,生态学效应显著。微生物及CA促进岩溶土壤系统碳储存的主要机制可能有:（1）存在一条先由CA催化加速DIC的供给,再由土壤微生物利用DIC转化成SOC的固碳途径;（2）微生物通过固碳作用直接形成SOC形式的碳储存,或者由于土壤中占主导地位的微生物分解SOC能力较弱,造成土壤的碳储存增加;（3）微生物利用SOC或DIC产生的DOC较DIC更加稳定,可能通过埋藏等形式形成稳定的碳储存。综上所述,本研究揭示了一个被忽视的可观的岩溶土壤生态系统中的碳储存,发现在岩溶土壤中微生物及CA是一个被忽视的碳储存重要贡献者,该新发现将可能使微生物造成土壤碳释放的一贯看法在岩溶区被改变,并有助于回答对岩溶碳汇速率和稳定性的质疑。本文研究结果为进一步丰富和拓展岩溶动力学提供了新证据。并且提供了一种通过调控土壤微生物增加岩溶生态系统碳储存的新途径。