全球碳循环是当今气候变化研究的核心问题之一。碳酸盐岩作为全球最大的碳库,岩溶碳循环研究对揭示自然界碳循环规律和全球碳“失汇”具有重要意义。岩溶地区特有的“二元结构”,使岩溶关键带的研究成为可能。目前,岩溶关键带研究是岩溶地区碳循环和岩溶资源环境领域研究的创新问题之一,岩溶关键带上由岩溶作用驱动的碳循环研究成为热点。由于岩溶动力系统运行伴随着碳的运移变化,各相态间碳的运移都伴随着碳浓度的变化及同位素分馏。岩溶关键带上,CO₂一方面由浓度驱使向岩溶地下空间运移,另一方面以水为纽带进行CO₂的运移并参与地下岩溶作用,改变下渗岩溶水的水化学特性,并携带岩溶信息下渗进入洞穴空间,通过脱气作用贡献于洞穴空气环境,通过沉积作用将上部岩溶信息记录于洞穴次生化学沉积物中。因此,岩溶关键带垂直向CO₂运移研究,对明确岩溶关键带上发生的主要岩溶过程和地下岩溶空间CO₂来源具有重要意义,对进一步研究岩溶关键带碳循环提供科学参考。研究以贵州绥阳双河洞系麻黄支洞为例,自2018年10月～2019年10月,通过野外监测采样与室内实验,并结合关键带CO₂时空变化特征和稳定碳同位素、水文地球化学和土壤理化性质等指标,综合运用GIS手段和相关数理统计分析方法进行分析研究。研究结果表明:（1）麻黄洞上覆土壤监测点土壤CO₂浓度平均值为15653ppm,土壤剖面CO₂浓度月间变化具有一致性,均表现为雨季>旱季,并随土层深度增加而升高的特征。监测点间土壤CO₂浓度大小依次为:有林地（Soil1#）>旱地（Soil2#）>撂荒地（Soil3#）。土壤剖面上主量元素含量及有机碳同位素(δ¹³C)随土层深度增加而增加,而土壤有机质（有机碳、氮）含量变化则相反。（2）麻黄洞关键带上CO₂浓度大小依次为:土壤CO₂浓度>深层饱和（假设）CO₂浓度>洞穴水CO₂浓度>洞穴空气CO₂浓度>大气CO₂浓度,除大气CO₂浓度没有明显的季节性变化特征外,其余各带上CO₂浓度均表现出雨季>旱季的特征,且土壤CO₂季节性变化特征最明显,表明季节尺度上洞穴水和空气CO₂的变化可能受洞穴上覆CO₂的影响较大。（3）时间上,土壤、洞穴水、洞穴空气中δ¹³C值均表现出与CO₂相反的旱季偏重,雨季偏轻的特征,大气CO₂浓度和δ¹³CCO₂值没有明显的季节性变化特征,表明大气CO₂可能有稳定的来源。空间上,各相态上δ¹³C值大小依次为:洞穴滴水>大气>洞穴空气>土壤空气。（4）洞穴水水文地球化学特征对关键带上CO₂运移变化具有积极响应。表现为麻黄洞洞穴水δ¹³C_DIC值与多数水文地球化学指标间存在显著的相关关系。其中,洞穴水δ¹³C_DIC值与水文地球化学指标中的水温、EC、Ca2+、HCO3-、SIc等呈负相关关系,与p H、Mg/Ca、Sr/Ca等呈正相关关系。（5）洞穴水中碳主要来源于关键带基岩中,但其来源相对稳定,旱、雨季洞穴水中δ¹³C_DIC值存在明显变化,与土壤δ12CCO₂值变化具有一致性,说明洞穴水中变化主要受控于洞穴上覆土壤CO₂。旱、雨季岩溶关键带上岩溶过程差异显著,旱季PCP作用和WR作用明显强于雨季,碳汇作用也强于雨季。