地下生态系统，例如洞穴和岩石裂缝中的生态环境，是地球上最不为人知的生境之一。尽管条件极端，如缺乏光照、有限的营养来源和变化的物理条件，这些环境中存在着复杂且多样化的微生物群落。这些微生物的活动对于从地下传向地表的化学物质循环具有关键影响，包括各种重要的温室气体。月乳石是一种在洞穴中发现的特殊沉积物，主要由微生物作用产生。月乳石的形成涉及到微生物群落中碳酸盐矿物的沉积，这是一个典型的生物矿化现象。这个过程不仅对地质学家在解读地壳矿物的成因与形成环境提供了重要视角，也对洞穴保护和管理提供了科学依据。地下生态系统可能在全球温室气体的源与汇动态中扮演着重要角色。例如，某些地下生态系统可以表现为甲烷的潜在汇，通过微生物过程将这种强效温室气体转换为较不活跃的形式，从而减少大气中的甲烷浓度。

这项研究评估和量化了洞穴沉积物和月乳沉积物与洞穴大气直接交换的二氧化碳和甲烷通量，深入了解了地下生态系统中的微生物活动和相关的地化过程，以便于科学家更好地预测并调控这些生态系统对环境变化的响应，为生态保护、资源开发和环境监管提供科学依据。

研究中洞穴沉积物的样本

在月乳和洞穴沉积物上的封闭气体交换系统对碳-温室气体气体通量的现场实时监测，为洞穴内二氧化碳和甲烷的生产和吸收提供了有效的数据。在月乳上测量的碳气体与洞穴大气的交换模式与在裸露的洞穴沉积物上明显不同。此外，从Pindal洞穴不同的通风条件下连续的调查中还观察到了碳通量的变化。

来自月乳沉积物和裸露的洞穴沉积物的二氧化碳通量

来自月乳沉积物和裸露的洞穴沉积物的甲烷通量

在所有进行的调查中，月乳沉积物和裸露的洞穴沉积物与洞穴大气交换的甲烷通量为负值。在洞穴通风阶段，在A区和C区，相同强度的甲烷吸收通量相似。日平均甲烷通量为1.5 nmol m^-2 s^-1，甲烷净吸收约为0.09 mg m^-2 h^-1，24小时总甲烷净吸收估计为2.1 mg m^-2/天。在洞穴停滞阶段，在甲烷耗尽的洞穴大气中，裸露洞穴沉积物上方的甲烷吸收通量不如通风阶段强烈，24小时总甲烷净摄取量减少了一半。