摘要
甲烷是十分重要的温室气体，自然湿地是主要的甲烷排放源，其中主要的甲烷循环过程包括甲烷的产生、氧化和排放。湿地有氧土层中的好氧甲烷氧化菌可以在甲烷排放到大气之前氧化绝大多数的甲烷，是土壤中甲烷的唯一生物汇，在甲烷的循环过程中扮演着极其重要的角色。湖滨湿地作为连接水生生态系统和陆地生态系统的重要枢纽，是自然湿地的重要组成部分，其土壤理化性质往往会受湖水的影响，表现出一定的空间异质性，特别是受湖泊扩张和收缩影响，会导致湖泊周围土壤盐分和水分的变化，从而影响甲烷氧化菌的数量、多样性、群落结构和活性。 青藏高原作为全球海拔最高的区域，不仅拥有众多的天然湿地，还分布着全球总数最多、面积最大的高原湖群。此外，该地区的湖泊主要是咸水湖或盐湖，盐度梯度广泛。随着降水增加和气温上升从而引起冰川和冻土的加速融化，青藏高原地区湖泊面积不断扩大，含盐湖水入侵湖滨土壤，改变湖滨湿地土壤盐分，也促使湖滨湿地邻近的草甸向湿地生态系统转变，对土壤甲烷循环过程产生重要影响。 为了阐明不同盐度对湖滨土壤好氧甲烷氧化菌群落结构和活性变化的影响，本论文以青藏高原不同湖水盐度的湖滨土壤为研究对象，测定了淡水羊湖、咸水青海湖和茶卡盐湖湖滨土壤的甲烷氧化潜势；分析了三个湖泊湖滨土壤水分、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（AP）、硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）含量，以及pH值、电导率和盐度等变化特征；利用荧光定量PCR（qPCR）、DNA-SIP和高通量测序等分子生物学技术，研究了不同盐度对青藏高原湖滨土壤好氧甲烷氧化菌群落结构和活性的影响。主要结果如下： （1）不同湖泊以及同一湖泊不同位置的湖滨土壤中细菌和甲烷氧化菌的数量、多样性和群落组成有明显差异。特别是茶卡盐湖湖滨土壤的微生物的数量和多样性显著低于羊湖和青海湖湖滨土壤。原位湖滨土壤中细菌群落由Proteobacteria和Actinobacteriota主导。羊湖和青海湖湖滨土壤中甲烷氧化菌群落大多以Methylocystis占主导，但羊湖b点近湖边底泥土壤中由I型甲烷氧化菌Methylobacter主导，而青海湖a点近湖边底泥土壤中以包括未培养的RPC-1、FW、Methylomonas、和Methylobacter等的I型甲烷氧化菌为主导、草甸湿地土壤中以I型甲烷氧化菌USC-γ占主导。各土壤样品之间甲烷氧化菌群落结构差异显著。 （2）羊湖和青海湖湖滨土壤的甲烷氧化潜势均随着盐度的升高而降低，但湖滨土壤中好氧甲烷氧化菌对盐分有一定的适应性。盐分输入显著降低了土壤中甲烷氧化菌的数量和多样性，改变了甲烷氧化菌的群落结构，Ia型甲烷氧化菌相对丰度随盐度的增加显著上升，但不同的甲烷氧化菌能适应的盐度范围不同。羊湖培养的土壤中一种未培养的Ia型甲烷氧化菌相对丰度仅在15gL-1以下盐度的土壤中随盐度的增加而上升，而Methylomicrobium的相对丰度在青海湖湖滨土壤中随着盐度的增加而上升，在高盐度条件下（50gL-1）达到～50%。 （3）盐分梯度培养条件下，Methylobacter是羊湖湖滨湿地土壤中最活跃的甲烷氧化菌；Methylovulum是青海湖湖边底泥土壤在0-25gL-1盐度的土壤中最活跃的甲烷氧化菌，Methylobacter和Methylomicrobium是25gL-1及以上盐度的土壤中最活跃的甲烷氧化菌。低盐度（7.5gL-1）增加了青海湖湖边底泥土壤中微生物共现网络的连通性，而高盐度（15-25gL-1）降低了微生物共现网络的连通性，增加了共现网络的模块性。盐分扰动下，微生物共现网络的关键节点发生变化，甲基营养菌Methylotenera和Methylobacter、Methylomonas等I型甲烷氧化菌是维持共现网络稳定的关键节点；Methylobacter、Methylomicrobium和Sphingomonadaceae科细菌是中高盐度条件下参与甲烷氧化相关过程的关键微生物。 本研究比较系统的研究了盐分对青藏高原湖滨土壤中好氧甲烷氧化菌的数量、群落组成和活性的影响，研究结果对理解湖滨湿地甲烷循环过程尤其是氧化过程，区域和全球碳循环及气候变化具有重要意义。
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