巖溶作用以其短時間尺度特點和對環境變化極其敏感的特點積極參與到了全球碳循環之中。2010~2015年，中國地質科學院巖溶地質研究所先后開展了“中國地質碳匯潛力研究”和“應對全球氣候變化地質調查研究”項目。項目主要目標任務是理清巖溶作用在全球碳循環中的時間尺度與地位，開展碳酸鹽風化大氣CO2匯的穩定性和量級及其與硅酸鹽風化的對比，估算我國巖溶碳匯，并提出人工干預增匯途徑與潛力評價。

　　項目選擇了我國最典型的巖溶地區開展調查與研究，取得的成果揭示出巖溶碳循環過程對氣候變化響應的敏感性，構建了巖溶作用過程增匯試驗示范，編制完成巖溶碳循環及碳匯效應調查評價技術規程，構建了應對全球氣候變化地質調查數據庫及信息系統。具體而言，項目取得了以下4方面的重要成果或進展。

　　一是創立了巖溶動力學理論。研究指出，巖溶動力系統可定義為控制巖溶形成演化，并常受制于已有巖溶形態的，在巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈界面上的，以碳、水、鈣循環為主的物質、能量傳輸、轉換系統。巖溶動力系統的功能包括：驅動各種巖溶形態的產生，并通過其所造成的地表、地下雙層巖溶空間結構和偏堿性地球化學背景，導致一系列環境問題；通過巖溶作用由大氣回收或向大氣釋放CO2，調節大氣溫室氣體濃度，緩解環境酸化；驅動元素遷移、富集、沉淀，形成有用礦產資源，影響生命；記錄氣候環境變化過程，為全球氣候變化研究提供數據。

　　二是開展了石筍年際精度氣候變化過程記錄，為未來極端氣候事件預測提供了重要依據。在研究中，項目在湖南龍山洞穴石筍調查獲得500年以來的年際變化：距今500~150年間存在5個冷期，每個冷事件持續時間為20~30年；1500年、1575年、1770年、1875年為極端干旱年。研究表明，150年以來，石筍記錄了可與儀器記錄對應的極端氣候事件；在現代升溫期間，夾有1個短暫的冷事件，持續了5年（1925~1930年），1950~1952年為極端降水事件，1954~2000年為干旱頻率增加期。

　　三是通過開展碳循環驅動與影響因子調查，結果顯示巖溶作用是大氣CO2重要匯項，且穩定性較高。研究成果將中國巖溶區劃分為南方巖溶區、北方巖溶區、青藏高原巖溶區和埋藏巖溶區4種類型，估算出中國每年因碳酸鹽巖溶蝕回收0.4億噸大氣CO2。近6年的調查研究還表明，快速的、有機參與的地質過程對于短時間地質碳循環有重要影響。巖溶作用來源的重碳酸根可以作為大型水生植物和藻類進行光合作用的無機碳源，把重碳酸根固定在水生植物中。巖溶湖泊水中重碳酸根轉化量最大達60%。西南典型巖溶河流夏季水生植物光合作用利用重碳酸根的量比美國佛羅里達巖溶大泉補給的地表溪流高近9倍，暗示中國南方亞熱帶巖溶區地表河流由水生植物光合作用產生的碳匯量更高，形成的地質碳匯更加穩定。

　　四是發現人工促進巖溶作用固碳增匯新途徑。研究表明，固碳增匯途徑主要有人工選擇和培育陸地植物、土壤改良，增加土下巖溶碳匯的發生強度，水生植物的選擇和培育，提高巖溶碳匯的穩定性及石漠化綜合治理，增加區域巖溶碳匯通量等4種途徑。研究表明，植被的正向演替對巖溶碳匯有顯著的促進作用，原始林地土下巖溶作用碳匯量是次生林地的3倍、灌叢的9倍。巖溶區地表森林系統增匯過程發生的同時，地下也同步發生著巖溶增匯過程。高濃度HCO3-和Ca2+的巖溶水對水生植物的光合作用具有強烈的促進作用，使無機碳轉化為有機碳。初步估算，研究區僅“十一五”期間的石漠化治理工程增加的巖溶碳匯約1000萬噸，相當于該區植樹造林生物碳匯的25%。

　　項目負責人表示，通過巖溶作用與碳循環研究，揭示出了地質過程中碳循環動態變化規律和地質過程對環境變化的敏感性，并發現了全球最大的碳庫——碳酸鹽巖積極參與全球碳循環，可能是全球“遺漏匯”的重要組成部分。此外，研究還發現水生生物固碳、土壤有機碳形成等促進地質碳匯穩定性機制，科學地解答了國內外對地質碳匯速率和穩定性問題的質疑，開辟了巖溶地質過程與碳循環新的研究領域。

　　據了解，巖溶作用與碳循環研究成果為政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第5次報告的中國國家評估提供了科學依據，最終使地質碳匯在IPCC第5次報告修改稿中得到認可。

　　專家表示，巖溶作用同時消耗大氣與土壤CO2，因而可緩解CO2向大氣釋放，流域尺度巖溶碳匯強度與陸地生態系統碳匯處于同一數量級，植被恢復增加地表碳匯的同時也促進了巖溶碳匯量，該研究成果為地質碳匯進入應對氣候變化領域奠定了良好基礎，為國家碳減排目標的實現提供了新途徑。