纳木措流域岸边带湿地产甲烷古菌群落多样性与分布特征

Diversity and distribution of methanogen communities in the riparian wetlands of the Nam Co basin

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摘要高寒河流型湿地生态系统是甲烷排放的重要区域.产甲烷古菌是湿地生境中甲烷产生的主要来源之一,其群落组成变化显著影响全球碳循环过程.然而,高寒河流型湿地产甲烷古菌群落的组成与分布特征尚不明确.因此,本研究以青藏高原纳木措湖尼亚曲流域为研究对象,利用mcrA基因扩增子测序技术,对横向(岸边带湿地、过渡带、高寒草甸)和纵向(4,980m、4,843m、4,777 m、4,752 m 4个海拔梯度)两个维度上的土壤产甲烷古菌进行分析,探讨其多样性、群落结构及分布模式.结果表明,从岸边带湿地至过渡带再到高寒草甸,产甲烷古菌群落的α多样性逐渐降低,岸边带湿地群落组成显著不同于高寒草甸和过渡带.在所有样点中,氢营养型甲烷杆菌属(Methanobacterium)是最主要的产甲烷古菌(高寒草甸、过渡带和岸边带湿地的平均相对丰度依次为45.78％、42.90％及34.17％).中性群落模型表明,随机过程是岸边带湿地产甲烷古菌群落构建的主要驱动因素,但随机过程对高寒草甸及过渡带群落贡献较少.FEAST溯源分析表明,横向维度上,高寒草甸和过渡带对岸边带湿地产甲烷古菌群落的贡献率分别为17.62％和13.04％;纵向维度上,低海拔(样点S4)岸边带湿地产甲烷古菌群落主要由河流上游岸边带湿地(49.71％)和高寒草甸(21.45％)输入,表明高寒草甸是岸边带湿地产甲烷古菌群落的重要物种库.本研究揭示了高寒流域土壤产甲烷古菌群落的多样性组成及分布模式,对理解高寒生态系统功能具有重要意义.