研究背景

全球CH₄预算是基于CH₄生成（methanogenesis）和CH₄氧化（好氧和厌氧）之间的敏感性平衡。然而，气候变暖对这些过程的响应无法量化。这在很大程度上反映了当下对CH₄厌氧氧化（AOM），这一土壤中普遍存在（ubiquitous）的过程，的温度敏感性（Q10）缺乏了解。

研究方案

作者基于13CH4标记培养实验，分别测定了5、20和35℃下水稻土中AOM和产甲烷的速率、Q10和活化能（activation energy），并结合筛选分析截至2021年04月发表的相关文献，对稻田产甲烷和甲烷氧化进行了对比分析。

研究结果

AOM和产甲烷速率随温度呈指数增长，AOM速率显著低于产甲烷率。AOM的活化能和Q10从5-20°C到20-35°C显著下降，这说明AOM是一个高度依赖温度的微生物过程。尽管如此，AOM和产甲烷的Q10在5-35°C时相似，这说明水稻土中AOM和产甲烷的温度依赖性相当（comparable）。

在28天的培养实验中，AOM的 Q10的持续增加反映了电子受体根据其热力学效率（thermodynamic efficiency）的连续利用。活化能每增加3.2 kJ mol-1，AOM的 Q10的基本常数（basic constant）计为0.1个单位。作者估计，在全球范围内水稻土中的AOM每年消耗2.2-5.5 Tg CH4。综合考虑本研究以及前任发表的相关文献的结果，陆地AOM消耗的CH4总量约占CH4总产量的30%。

研究结论

本研究的结果证实（corroborate）了甲烷厌氧氧化和产甲烷的Q10类似。然而，由于水稻土中甲烷厌氧氧化的速率低于产甲烷速率，因此甲烷厌氧氧化不能完全补偿气候变暖背景下甲烷产量的增加。

文章来源于农作未来