近年来,微生物诱导碳酸钙矿化（MICP）技术已被广泛用于解决各种环境问题,包括生物固化、生物水泥、CO2固存、重金属和放射性核素的修复等。该项技术具有绿色、节能和环保的优点,有望带来较好的生态效益和经济效益。在众多的碳酸钙矿化菌中,碳酸酐酶矿化菌可以从外界固存CO2,脲酶矿化菌反应迅速,应用广泛,此二者是目前MICP研究热点。所以筛选具有碳酸酐酶和脲酶活性的碳酸钙矿化菌株,对于MICP的研究与应用具有十分重要的意义。在前人对碳酸钙矿化细菌的研究中,从喀斯特地貌的碳酸盐沉积物中筛选出了许多具有碳酸钙矿化能力的菌种,表明喀斯特地貌是与碳酸钙矿化微生物资源研究重点领域。本研究以具有喀斯特地貌的四川九寨沟为采样地,首先在探索碳酸盐沉积物与水样细菌群落组成的基础上,分离筛选碳酸钙矿化菌种并对其进行矿化性能测定,最后利用自主筛选的矿化菌种进行岩土工程应用的初步研究,以期对碳酸钙矿化微生物的应用研究提供菌种资源和技术支持。具体研究结果如下:通过高通量测序和传统微生物培养方法对九寨沟采集沉积样和水样进行微生物群落组成分析,发现变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和酸杆菌门（Acidobacteria）是其中的主要细菌门。与其他喀斯特环境的微生物群落组成相似,表明九寨沟的喀斯特地貌,微生物资源丰富,是筛选碳酸钙矿化微生物的潜在场所。从沉积物样品中分离筛选出4株碳酸酐酶矿化菌,通过分子生物学鉴定,分别为白色杆菌属（Leucobacter sp.）、苍白杆菌属（Ochrobactrum sp.）、弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）和短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）。发现白色杆菌属和苍白杆菌属菌株的碳酸钙矿化性能,扩大了我们对于环境中碳酸钙矿化菌株的认识。经过XRD、SEM分析证实,4株碳酸酐酶矿化菌都能诱导形成稳定的方解石晶体。从沉积物样品中分离筛选出2株脲酶矿化菌,通过鉴定分属于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和弯曲假单胞菌（Pseudomonas geniculata）。通过脲酶活性对比,发现U5菌株（0.79 U）脲酶活性高于U3菌株（0.63 U）,与高脲酶活性模式菌巴氏芽孢八叠球菌（0.80 U）相当。同时U5菌株诱导了71.7%的钙离子矿化,高于U3菌株（66.7%）。所以通过两株菌的对比,选择U5菌株进行后续岩土工程应用研究。利用U5菌株进行对砂柱胶结和黏土改性应用研究。实验结束后通过砂柱无侧限抗压强度和粘土水稳性改良对应用效果进行评价。实验表明,砂柱无侧限抗压强度最高达到1.82 MPa,碳酸钙沉积量最高达到13.4%,砂粒周围充满碳酸钙晶体。对黏土改性效果进行评价发现,MICP技术增强了黏土水稳性,在黏土表面形成一层白色、致密的硬化壳。同时评估了两种MICP黏土改性方法,单相注浆和两相注浆方式。结果表明MICP单相注浆方式为胶结提供可控的窗口期,对于黏土水稳性改善起到重要作用。综上所述,本文从微生物群落分析、菌株筛选、砂柱胶结和黏土改性等多方面对整个MICP体系进行了系统研究,为后期进一步的碳酸钙矿化微生物和MICP研究与发展提供了优良的菌种资源和技术支持。