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内陆水体好氧甲烷氧化过程研究进展*

2021-07-07鲁伦慧苏友恒李欣芮

湖泊科学 2021年4期

秦 宇,黄 璜,,李 哲,鲁伦慧,汤 琼,,苏友恒,,李欣芮,

(1:重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室,重庆 400074)(2:中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714)(3:中国科学院大学重庆学院,重庆 400714)

甲烷(CH4)是大气里的气体成分之一,对气候会产生强烈的温室效应,是仅次于二氧化碳(CO2)的第二重要温室气体(greenhouse gas, GHG)[1].自17世纪以来,快速增长的人类活动使得CH4排放量快速增加[1],目前全球大气CH4平均浓度已达1.87 μatm[2],且近10年其浓度年均增速为7.1×10-3μatm/a[2],呈现出增速加快趋势,CH4对全球温室效应的影响在逐步扩大.内陆水体(inland waters)主要包括湖泊、河流、水库和浅水池塘等,通常情况下不包含自然湿地(natural wetland).尽管内陆水体占地球水生态系统总面积很小,但它们仍显著影响着全球碳收支平衡,是全球大气温室气体的重要贡献者[3-4].

水体中CH4浓度随时间和深度的变化是CH4产生与消耗平衡的最终结果(CH4动态平衡).传统认为,CH4在水体底部或沉积层严格厌氧环境下由产甲烷古菌产生并释放进入水体.产生的CH4向上覆水运输过程中易被甲烷氧化菌大量利用与消耗,从而明显减少水-气界面的CH4扩散通量,最终未被消耗的CH4释放进入大气[5].甲烷氧化菌(methane-oxidizing bacteria,MOB)由氧是否作为电子受体划分为好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌两类.内陆水体中,CH4的氧化过程主要是由好氧甲烷氧化菌介导的,而这一氧化过程可能会消耗尽全部的水体CH4产量[6-8].在好氧甲烷氧化菌影响因素方面,好氧甲烷氧化过程除自身生物生境偏好的影响外也……

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