甲烷(CH4)是一種重要燃料,也是一種溫室氣體,會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)不斷增加。而稻田則是主要甲烷產(chǎn)生源之一,貢獻(xiàn)了全球約10-25%的甲烷排放量。有研究發(fā)現(xiàn),厭氧甲烷氧化是減少甲烷排放的一種重要途徑,有助于緩解全球氣候變暖。在我國(guó),西南部是主要的水稻產(chǎn)地,同時(shí)也是銻礦集聚區(qū)。由于銻礦開(kāi)采活動(dòng)頻繁,導(dǎo)致大量的銻進(jìn)入稻田系統(tǒng)中,造成稻田土出現(xiàn)銻污染現(xiàn)象。因而,研究銻污染對(duì)厭氧甲烷氧化過(guò)程的影響具有重要的環(huán)境和生態(tài)學(xué)意義。
針對(duì)上述問(wèn)題,廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所孫蔚旻研究員團(tuán)隊(duì)以世界銻都——錫礦山周邊的銻污染水稻土為研究對(duì)象,針對(duì)銻污染對(duì)水稻土中的厭氧甲烷氧化過(guò)程及相關(guān)微生物的影響進(jìn)行了探索。該研究利用室內(nèi)微宇宙培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),并結(jié)合高通量測(cè)序進(jìn)行分析。Pseudogulbenkiania和Methanosarcina是未添加銻的微宇宙處理組中的優(yōu)勢(shì)菌群,而Ramlibacter、Geothrix和Methanomethylovorans則是添加了銻的微宇宙處理組中的優(yōu)勢(shì)菌群。研究發(fā)現(xiàn),一方面,銻污染可顯著抑制水稻土中的厭氧甲烷氧化過(guò)程,且抑制率可高達(dá)97.3%,但不影響甲烷產(chǎn)生過(guò)程。另一方面,銻污染對(duì)微生物群落的組成結(jié)構(gòu)具有顯著影響。此項(xiàng)研究揭示了環(huán)境與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域關(guān)于銻污染對(duì)水稻土中厭氧甲烷氧化過(guò)程及相關(guān)微生物的影響。由于銻污染對(duì)水稻土中的厭氧甲烷氧化過(guò)程具有抑制作用,且對(duì)水稻土中的微生物(包括厭氧甲烷氧化菌)群落影響顯著,因此修復(fù)銻污染水稻土對(duì)全球甲烷循環(huán)和全球變暖問(wèn)題具有積極的生態(tài)學(xué)意義。
相關(guān)研究論文以“Effects of antimony on anaerobic methane oxidization and microbial community in an antimony-contaminated paddy soil: a microcosm study”為題發(fā)表期刊《Science of the Total Environment》。
圖1 銻污染對(duì)水稻土中厭氧甲烷過(guò)程(左)及微生物群落結(jié)構(gòu)(右)的影響
論文信息:
Miaomiao Zhang, Guimei Lu, Zhe Li, Fuqing Xu, Nie Yang, Xiaoxu Sun, Rui Xu, Weimin Sun, 2021. Effects of antimony on anaerobic methane oxidization and microbial community in an antimony-contaminated paddy soil: a microcosm study. Science of the Total Environment
原文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147239
(省科學(xué)院土壤環(huán)境所土壤生態(tài)修復(fù)研究團(tuán)隊(duì) 張苗苗/供稿)