第九届青年地学论坛

湿地微生物甲烷厌氧氧化(AOM)过程是全球重要的甲烷汇，特别是在替代电子受体丰富的湿地次表层沉积物中，AOM对于甲烷排放具有重要的约束作用。然而AOM过程通常对环境变化十分敏感；抗生素作为直接的微生物抑制剂，痕量水平便能干扰环境微生物的种群结构和代谢活性；这使得湿地中的抗生素可能影响微生物AOM过程的甲烷减排作用。本文以甲烷排放较高且受抗生素威胁较强的白洋淀湖泊湿地和九龙江河口湿地为研究区，以检出率和含量较高的抗生素为典型抗生素，研究湿地甲烷厌氧氧化对典型抗生素的响应及其机制，发现：
(1) 典型抗生素会促进淡水湿地的反硝化甲烷厌氧氧化（DAMO），并且这种促进作用具有剂量效应和边际效用递减的特征。具体而言，典型抗生素会抑制NC10细菌完成的亚硝酸盐型DAMO，但对甲烷厌氧氧化古菌(ANME)完成的硝酸盐型DAMO具有更大程度地促进作用，最终表现为对总体DAMO过程的促进。典型抗生素对于硝酸盐型DAMO的促进机制主要是通过抑制ANME的底物竞争者使其在电子受体竞争中更具优势，对于亚硝酸盐型DAMO过程的抑制机制则主要是通过抑制NC10细菌中的抗生素敏感物种实现。
(2) 典型抗生素对河口湿地多电子受体共同驱动AOM过程的影响，表现为低环境浓度水平下的毒物兴奋效应和高环境浓度水平下的抑制作用。河口湿地高浓度的硫酸盐使其沉积物的AOM反应速率潜势通常高于硝酸盐作为主要电子受体的淡水生境。河口湿地中典型抗生素会降低多电子受体体系的总体AOM活性，其中，主要抑制硫酸盐还原细菌参与的硫酸盐还原耦合甲烷厌氧氧化(S-AOM)和NC10细菌完成的亚硝酸盐型DAMO，而促进仅由ANME完成的硝酸盐型DAMO，对于既可能由ANME与铁还原细菌耦合完成也可能由部分特殊ANME独立完成的Fe-AOM，其影响因抗生素种类而异。总体而言，湿地中AOM对于典型抗生素的响应主要取决于不同电子受体驱动的AOM中细菌对典型抗生素的响应特征，以及不同电子受体驱动AOM对于总体AOM的相对贡献。

甲烷厌氧氧化,电子受体,抗生素,湖泊湿地,河口湿地