热带安第斯山地泥炭地甲烷循环微生物群落随深度的变异格局及其驱动机制

《Pedobiologia》：Variability in depth-mediated shifts in methanogen and methanotroph communities across tropical Andean mountain peatlands

本研究揭示了热带安第斯山地泥炭地中产甲烷菌（methanogens）与甲烷氧化菌（methanotrophs）群落的垂直分布规律，发现放牧活动会显著增加浅层泥炭中产甲烷菌相对丰度及Methanogen:Methanotroph比值，而未放牧站点深层仍存在高甲烷氧化活性，表明植物通气组织（aerenchyma）可驱动深层微生物群落结构。该研究为理解山地泥炭地CH4通量调控机制提供了重要微生物学视角。

　　

研究区域与站点

本研究涵盖厄瓜多尔、哥伦比亚和秘鲁的站点，覆盖从南纬9°到北纬5°的纬度梯度。我们采集了8个不同站点的泥炭地样本，海拔梯度从3152米至4773米，年均温和年降水量分别为1.5°C至8.7°C和674毫米至1568毫米（表1，图1）。由于厄瓜多尔Cayambe Coca站点的气候、土地利用和土壤性质高度相似，该站点由两个岩心集群组成。

产甲烷菌与甲烷氧化菌相对丰度

除Páramo de Guerrero和Quilcayhuanca站点最浅层（10-20厘米）样本外，所有核心深度样本均检测到产甲烷菌，而甲烷氧化菌在所有样本中均有存在（图2、3、4）。所有样本中产甲烷菌和甲烷氧化菌的总相对丰度均低于扩增原核生物群落总量的5%。Antisana和Chingaza站点的表层样本中产甲烷菌相对丰度较高（分别为1.4%和1.5%）。随着深度增加，产甲烷菌相对丰度显著下降，而甲烷氧化菌在多数站点深层样本中仍保持稳定存在。

讨论

来自厄瓜多尔、哥伦比亚和秘鲁七个安第斯泥炭地的CH₄循环微生物群落研究表明：甲烷氧化菌广泛分布于所有站点和深度，而产甲烷菌在五个站点的表层罕见或缺失，仅在Antisana和Chingaza两个站点丰度较高。产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度可能受植物通气根输送易分解电子（e^-）和碳底物能力与氧气（O₂）输入相互作用的共同影响。