在研究全球碳循环时,发现岩溶作用对于所谓丢失的汇具有重要的意义。无论是大气中的CO2还是生物来源以及来自地球深部的CO2对于岩溶生态系统具有重要的作用并通过CO2+H2O+CaCO3→Ca2++2HCO3-反应使水体中富含HCO3-,并促进岩溶地区的生物地球化学循环以及岩溶的发育。由于岩溶水中富含HCO3-,那么在一定的条件下将会发生碳酸钙的沉积。而影响岩溶水碳酸钙沉积速率的因素是多方面的,但总体而言主要是由于水体中CO2的逸出,并可归结为四方面:①温度效应 ②压力效应 ③水动力效应 ④ 生物效应。温度效应一方面指水中CO2的溶解量随着温度的增高而降低,另一方面指温度影响蒸发作用,并增加CO2的逸出速率;压力效应是指水中溶解的CO2和大气中的CO2分压有一定的平衡关系:当大气中的CO2分压降低时,水中溶解的CO2含量降低;水动力效应主要是指水的流速对碳酸钙的沉积有着重要的控制作用:流速越快,固液界面间的扩散边界层较薄,越利于碳酸钙的沉积。反之,流速越慢,固液界面间的扩散边界层越厚,阻力越大,越不利于碳酸钙的沉积。这三个因素已有众多的学者进行了详细的研究,并取得了显著的成果。而对于生物对碳酸钙沉积的影响作用,尽管有一些国内外学者进行了一些研究,却仅仅是局限在宏观层面上,如张朝晖仅从苔藓植物的分类以及种群特征来研究不同岩溶地区的钙华特点;尽管田友萍从蓝绿藻类的角度研究了生物对钙华形成的作用,但却只是从生物的物理机制和分类上进行研究;张捷也仅仅是从整体上谈了一下生物对碳酸钙沉积的作用,总体而言还很少有人从微观机理层面去研究生物对碳酸钙沉积的作用。刘再华等(2001)在研究影响碳酸盐溶解速率的决定因素时,通过室内模拟实验发现在反应装置中添加牛碳酸酐酶后,灰岩的溶解速率在高CO2分压条件下可增加10倍。那么在野外自然状态下,即动植物体和某些细菌中存在的碳酸酐酶对于碳酸盐岩的溶解以及碳酸钙的沉积产生多大的影响以及在全球碳循环中有何作用尚处于起始阶段。尽管一些海洋学家和地学家对海洋藻类的钙化现象进行了一系列的研究,并取得了一定的成果,但是对于岩溶地区淡水中生物的钙化作用仍在探索中。因此,研究岩溶泉特别是受地球深部系统影响的泉水内的生物如何利用水体中的CO2以及对水体水化学产生何种影响对于古气候重建和全球碳循环都有着重要的意义。通过对云南白水台钙华池内生长的藻类的研究发现,钙华池内生长着种类繁多的微藻,并了解到这些藻类都有一定的喜钙性。同时发现在pH值呈现低值时,电导率表现为升高的趋势,并且pH的最低值出现在中午,这与通常认为的中午光合作用较强,水的pH升高,电导率下降是相矛盾的,是什么原因导致这种情况的出现?而且,Martina(1999)在研究德国东南部的两条淡水溪流时发现其内生长的蓝绿藻对碳酸钙沉积时的水体沿途变化的影响时也出现类似的情况。通过对生物生理机制的研究,目前认为是由于生物的呼吸作用造成的,这些淡水藻类作为弱光生物,其光饱和值较低即较低的光照强度和光照时间就可以满足其生理需要。由于白水台地处高原地区,其光照强度在中午远远高于这些水体内藻类的生理需要,因此,藻<WP=4>类为保护自身不受损害采用光呼吸这种机制,通过呼吸释放CO2使其周围微环境中的pH值在中午降低,并可导致沉积的碳酸钙重新溶解产生上述现象。在室内通过pH漂移技术以及对藻类碳酸酐酶的活性分析,得知生活在白水台钙华池内的微藻具有较高的胞外碳酸酐酶活性,因此生物通过利用碳酸酐酶对CO2+H2O→HCO3-+H+的催化机制来利用水体内的HCO3-并产生碳酸钙的沉积。因而生物在进行光合固碳的同时可以通过利用水体溶解无机碳引起水体中碳的同位素分馏,使野外生物沉积的钙华的δ13C值>无机沉淀钙华的δ13C值>生物体内的δ13C值,这说明生物在进行光合作用时优先利用水中的12C。同时通过室内的碳酸钙沉积实验证明(采用试验场泉水),生物通过光合作用在利用反应装置中水体内的无机碳时可造成pH升高并伴随碳酸钙沉淀的产生,进一步对沉积碳酸钙进行同位素分析,发现生物通过呼吸作用利用水体中的无机碳可产生同位素分馏(沉积碳酸钙的δ13C为1.46‰,其结果远大于试验场所取钙华的δ13C值-8.4‰)。同时在进行室内碳酸钙沉积实验时发现碳酸钙沉积速率为22.4mg/d.L水,是空白对比值的2.8倍,并且碳酸钙沉积速率与水藻个体数量的多少呈正相关关系。因此增加水藻个体数量可以在很大程度上促进碳酸钙的沉积速率,同时可以认为在白水台9月份进行自动观测时各观测点电导率随着温度的升高而降低即伴随着碳酸钙沉积过程与水生藻类的光合作用有一定的关系,这一现象通过室内碳酸钙沉积实验得到进一步的印证。