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岩溶动力系统的运行伴随着碳的迁移变化，各相态之中的碳迁移都伴随着浓度的变化及同位素分馏。本研究整合之前对雪玉洞的研究资料，建立大气-土壤-洞穴高分辨率高精度监测网络，从各部分洞穴碳源（土壤、大气、地下河、滴水）变化规律及控制因素进行分析进而分析洞穴CO2在年尺度、季节尺度、昼夜尺度、降雨尺度上变化的控制因素。本研究监测时间从2014年10月持续到2017年2月，监测内容其中包括大气CO2及气象、土壤CO2、洞穴空气CO2、地下河水文物理化学参数及二氧化碳分压（pCO2, partial pressure of CO2）。从2015年7月开始对滴水DIC及δ13CDIC，地下河水的DIC及δ13CDIC、阴阳离子进行每月间隔一次的取样及滴定。为了研究地下河与洞穴空气CO2之间的交互过程，于2015年7月进行了室内实验模拟。分别对物理化学作用及生物活动主导脱气作用的水体进行对比实验，并以静止和流动水体为一组对比，对地下河pCO2及DIC的变化规律进行分析。为了研究洞穴CO2对降雨的响应情况，分别在研究期间选择2014年11月、2016年3月、2016年6月三场在不同季节、不同强度的降雨进行加密监测，对土壤CO2、洞穴空气CO2、地下河DIC、滴水DIC及其同位素进行了取样。 本研究主要内容包括：⑴雪玉洞土壤-洞穴系统碳的变化表现出显著的季节变化，土壤CO2、洞穴空气CO2和地下河pCO2的变化规律具有明显的一致性，表现为春升、夏高、秋降、冬低。这表明在季节尺度上洞穴空气CO2浓度的变化受到土壤CO2及地下河pCO2的共同控制。⑵在2014年11月、2016年3月、2016年6月降雨期间所进行的加密监测结果表明，地下河在不同降雨强度下有不同的变化规律。洞穴CO2对降雨的表现为，先升高，后降低，并伴随地下河电导率与流量的升高与降低。将2015年雨季中的所有降雨进行统计分析发现：降雨强度越大，洞穴CO2升降幅度越大，且响应、平衡时间会缩短。降雨之间的间隔及气温都会对洞穴CO2的响应过程产生影响。⑶洞穴CO2在季节交替时期会有突然的升高和降低，变化幅度可16000ppm。本研究发现洞穴CO2突变期与洞外气温突变期有良好的对应关系。在洞穴CO2突变期的上升阶段，地下河pCO2先升高，并呈现出显著的昼夜交替上升的趋势。地下河电导率随着地下河pCO2的升高而升高，同时pH也出现降低，反之亦然。当白天洞外气温大于洞内气温时，地下河pCO2上升，当夜晚洞外气温小于洞内气温时，地下河pCO2则下降，但是下降幅度相对较小，所以在整体上洞穴CO2出现累积效应。这可能是包气带中的CO2向洞穴扩散并溶解进入地下河，使地下河脱气导致洞穴CO2浓度整体升高。在洞穴突变期的下降阶段，主要是地下河脱气与洞内外气体交换共同导致洞穴CO2迅速降低。⑷室内模拟实验表明地下河与大气接触过程中，由生物主导的脱气作用与物理化学脱气作用下的水体有不同的变化趋势。由生物作用主导的水体中，各参数呈现明显的昼夜变化特征，且pCO2平衡时间分别为24h（静止水体），24h（流动水体）。而由物理化学脱气作用主导的水体，没有显著的昼夜变化特征，且平衡时间分别为68h（静止水体），331h（流动水体）。在地下河pCO2与洞穴CO2的交互过程中，无明显的昼夜变化特征，说明物理化学脱气作用占主导作用。地下河的脱气速率越大，地下河pCO2与洞穴CO2的平衡时间越短。⑸大气-土壤-洞穴系统各相态的同位素特征分析结果表明，土壤CO2及洞穴CO2的δ13CCO2值、滴水和地下河水的δ13CDIC值具有明显的季节变化特征，均表现为雨季偏轻，旱季偏重。洞穴对降雨的响应过程可分为降雨期间的上升与下降阶段。在2014年11月及2016年6月加密监测期的上升阶段，对土壤CO2向洞穴的扩散量及其δ13CCO2值进行估算，发现土壤CO2占洞穴CO2变化量的91%（11月）、96%（6月），是洞穴CO2的主要来源。