陸地生態(tài)系統(tǒng)甲烷產(chǎn)生和氧化過程的微生物機(jī)理

【摘要】：陸地生態(tài)系統(tǒng)存在許多常年性或季節(jié)性缺氧環(huán)境,如:濕地、水稻土、湖泊沉積物、動(dòng)物瘤胃、垃圾填埋場(chǎng)和厭氧生物反應(yīng)器等。每年有大量有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入這些環(huán)境,在缺氧條件下發(fā)生厭氧分解。甲烷是有機(jī)質(zhì)厭氧分解的最終產(chǎn)物。產(chǎn)生的甲烷氣體可通過缺氧-有氧界面釋放到大氣,產(chǎn)生溫室效應(yīng),是重要的溫室氣體。產(chǎn)甲烷過程是缺氧環(huán)境中有機(jī)質(zhì)分解的核心環(huán)節(jié),而甲烷氧化是缺氧-有氧界面的重要微生物過程。甲烷的產(chǎn)生和氧化過程共同調(diào)控大氣甲烷濃度,是全球碳循環(huán)不可分割的組成部分。對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)甲烷產(chǎn)生和氧化過程的微生物機(jī)理研究進(jìn)展進(jìn)行了概要回顧和綜述。主要內(nèi)容包括:新型產(chǎn)甲烷古菌即第六和第七目產(chǎn)甲烷古菌和嗜冷嗜酸產(chǎn)甲烷古菌的發(fā)現(xiàn);短鏈脂肪酸中間產(chǎn)物互營(yíng)氧化過程與直接種間電子傳遞機(jī)制;新型甲烷氧化菌包括厭氧甲烷氧化菌和疣微菌屬好氧甲烷氧化菌的發(fā)現(xiàn);甲烷氧化菌生理生態(tài)與環(huán)境適應(yīng)的新機(jī)制。這些研究進(jìn)展顯著拓展了人們對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)甲烷產(chǎn)生和氧化機(jī)理的認(rèn)識(shí)和理解。隨著新一代土壤微生物研究技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,甲烷產(chǎn)生和氧化微生物研究領(lǐng)域?qū)⒚媾R更多機(jī)遇和挑戰(zhàn),對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)做了展望。 【作者單位】： 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 甲烷產(chǎn)生 甲烷氧化 微生物機(jī)理 新型產(chǎn)甲烷古菌 直接種間電子傳遞
【基金】：國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41130527)
【分類號(hào)】：X171.1
【正文快照】： 工業(yè)革命以來,工農(nóng)業(yè)活動(dòng)、化石燃料的燃燒及毀林開荒等人類活動(dòng)造成二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)等溫室氣體大量排放,由此引發(fā)的全球變化已經(jīng)成為當(dāng)今全人類面臨的重要環(huán)境問題。CH4是重要的溫室氣體,自工業(yè)革命以來,大氣CH4濃度增加了近2.5倍,已由工業(yè)革命前的7

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