以CO2 为主的温室气体排放驱动的全球变暖是21 世纪人类面临的突出环境问题，为保障生态环境安全与人类生存发展，碳排放管理已成为国际共识，“减排”和“增汇”是实现碳排放管理目标的两条根本途径。岩溶区强烈的碳酸盐岩风化使CO2－H2O－CaCO3 系统产生的DIC 浓度远高于CO2-H2O 系统，且高
DIC、高pH 特征下的岩溶水生生态系统表现出不同于其他内陆水体的特点，是全球水碳循环的活跃地带。涉及的大气CO2 汇过程主要分为无机和有机两种:碳酸盐风化过程中对CO2 的吸收并转化为溶解态HCO3-，水生光合生物通过光合作用产生强烈的生物泵（BCP）效应将DIC 进一步转化为更稳定的内源有机碳（AOC）汇。我国作为世界岩溶大国，碳酸盐岩风化碳汇量居世界首位，稳定岩溶碳汇及提升生态系统碳汇增量对我国碳排放管理具有重要意义。
在未来气候变化模式下，增多的降雨驱动水循环加强、及预期的土地利用变化将导致碳酸盐岩风化无机碳汇通量将进一步增长。而水体代谢过程受气候、流域内土地利用类型导致的营养盐输入差异等因素的共同控制，在不同区域条件下表现出环境特异性。目前岩溶区水生代谢相关的碳通量对全球变化的响应机制尚不明确，这限制了对碳酸盐岩风化在全球碳循环中所起作用的理解，阻碍了有效长期岩溶碳增汇土地利用调控策略的制定。在此背景下，本研究以普定岩溶水碳模拟试验场由不同土地利用控制的岩溶地下水-地表水系统为研究载体，开展水生生物池水化学连续监测以及Bookkeeping、TBL 模型计算，并利用Lai 等开发的广义线性混合效应模型R 语言包进行主控因子分析，以揭示气候以及土地利用类型对岩溶水生生态系统净生产力（NEP）、水-气界面CO2 交换量的调控作用。结合现场水化学数据、样品采集分析数据和相关模型计算，获得了以下一些认识：
（1）不同土地利用控制下地表水NEP 受控于不同的气候因子。总的而言，土地覆被条件差的岩溶地表水生生态系统NEP 受控气温、降雨，覆被条件较好的则受控辐射。降雨对地表水体代谢产生重要影响的原因为地表径流带来的陆源输入，当无地表径流参与时，高强度降雨主要减弱了辐射从而显著影响地表水NEP。
（2）不同土地利用控制下，地表水生生态系统NEP 年均值呈现明显差异，表现为裸岩（-10.95 t C km-2 year-1）<裸土（127.75 t C km-2 year-1）<草地（229.95t C km-2 year-1）<耕地（266.45 t C km-2 year-1），即随土地覆被条件改善，地下水DIC 浓度升高促进相应地表水生生态系统NEP 上升。土地利用调控形成的岩溶地下水DIC 输入以及N 输入差异或是导致岩溶地表水生生态系统由异养转为自养的重要原因。
（3）岩溶地表水CO2 排放的气候主控因子为风速、气温。此外，生物因素对岩溶地表水CO2 排放影响巨大，在评估碳酸盐岩风化碳汇效益时不宜仅考虑无机过程。
（4）不同土地利用控制下，岩溶地表水CO2 排放量呈现明显差异，表现为裸岩（-65.70 t C km-2 year-1）<裸土（-40.15 t C km-2 year-1）<耕地（284.70 t C km-2year-1）<草地（846.80 t C km-2 year-1），即随土地覆被条件改善，岩溶地表水CO2排放量上升。土地利用调控形成的岩溶水pH、DIC 含量以及水生生态系统代谢差异，或是导致岩溶地表水由吸收大气CO2 转为向大气排放CO2 的重要原因。
（5）尽管随着土地利用覆被条件改善，相应地表水体CO2 排放量上升，但在各系统中均观察到水生生态系统NEP 与相应水体CO2 排放量间存在负相关关系，这表明水生光合作用能够有效抑制岩溶水体碳排放。
总之，气候和人类活动（土地利用类型变更）共同调控岩溶区碳酸盐岩风化、地表水生物泵作用及地表水CO2 排放等过程。土地覆被条件的改善或可使得地表水生生态系统由异养转为自养，提高岩溶区地表水体赋存的DIC 含量及有机碳汇量；同时伴随pH 降低导致岩溶地表水水-气界面CO2 交换情况发生根本性转变，土地利用类型变更配合水体pH 调控策略或将实现促进水生生态系统生产力及进一步抑制水体碳排放双赢。本文的发现将为岩溶区地表水碳通量的计算与管理提供依据，对未来岩溶区流域的碳汇调控有指导意义。