第九届青年地学论坛

铁氧化物的还原是控制湿地等厌氧沉积环境中甲烷（CH₄）生成的主要因素之一，而厌氧条件下其对产甲烷的效应仍存在争议。因此，本研究采用稳定碳同位素等地球化学分析手段结合实时荧光定量PCR（qPCR）和16S rRNA高通量测序等研究贫营养型泥炭沼泽厌氧微观环境中铁还原对产甲烷过程的影响机制。结果表明水铁矿的还原显著的促进了甲烷的排放，而腐殖质的电子穿梭作用通过促进铁还原进一步加速了甲烷排放。水铁矿的还原主要以发酵型铁还原为主，主要为梭菌科（Clostridiaceae）和OPB41，水铁矿还原的过程并无二次铁氧化物生成。发酵型铁还原和氢营养型产甲烷菌-甲烷杆菌属（Methanobacterium）竞争底物，其丰度由81.21%降低为55.66%，产甲烷功能基因mcrA的拷贝数由（9.65±0.14）×10⁶ copies·g^-1降低到（1.74±0.44）×10⁶ copies·g^-1。然而有机质的分子组成特征和低分子有机酸的测定表明铁还原促进了有机质的周转，为醋酸型产甲烷菌-甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）提供了底物。16S rRNA测序进一步表明水铁矿还原增加了典型的发酵微生物Sumerlaeaceae和长杆菌科（Prolixibacteraceae）的丰度，同时铁还原菌-OPB41和醋酸产甲烷菌- Methanosarcina存在潜在的互营作用，从而促进了甲烷排放。此研究表明在贫营养型泥炭地中，水铁矿的还原和产甲烷的协同作用大于竞争作用，从而贡献于泥炭地甲烷的产生，研究结果对于研究铁沉降增多条件下泥炭地甲烷的收支具有重要意义。

泥炭土壤；水铁矿；甲烷；有机碳；微生物