近日，华东师范大学生态与环境科学学院周小奇教授团队在国际学术期刊 Forest Ecology and Management 发表题为“Methanotrophic functional traits are associated with soil methane uptake across a tree species richness gradient in subtropical forests”的研究论文。研究发现，树种多样性增强了亚热带森林土壤甲烷（CH4）汇，这一效应主要与甲烷氧化菌功能性状密切相关，为将微生物功能性状纳入土壤甲烷过程模型提供了依据。
森林是陆地生态系统最大的甲烷汇。植物多样性丧失可能削弱这一功能，但树种丰富度影响土壤甲烷汇及其微生物机制仍所知甚少。研究团队汇总了已发表的不同造林样点土壤甲烷氧化潜势与甲烷氧化菌丰度（pmoA功能基因）数据。整合分析表明，树种丰富度较低的样地甲烷氧化潜势较低，且树种丰富度与甲烷氧化菌丰度呈正相关。
为揭示上述关联背后的微生物机制，团队依托我国亚热带大型森林生物多样性—生态系统功能（BEF-China）实验，沿1、2、4、8、16和24个树种丰富度梯度，测定了原位甲烷通量、室内甲烷氧化潜势和 甲烷氧化菌因丰度，并利用宏基因组解析甲烷氧化菌类群。¹³C-CH4标记显示，甲烷产生速率远低于氧化速率，净吸收主要由氧化过程主导。16个和24个树种样地的甲烷氧化潜势约为单一树种样地的两倍；8个和24个树种样地的原位甲烷吸收高于单一树种和2个树种样地；24个树种样地 甲烷氧化菌丰度显著高于单一树种样地。
宏基因组分析显示，Ⅱ型甲烷氧化菌为优势类群，其丰度随树种丰富度增加而上升。甲烷氧化菌群落网络复杂度与甲烷氧化潜势正相关，高丰富度样地的甲烷氧化菌群落网络也更为稳定。结构方程模型进一步表明，与土壤养分和水分相比，甲烷氧化菌丰度和网络复杂度与甲烷氧化潜势及原位甲烷汇的关联更强。
本研究表明，在树种丰富度变化背景下，森林土壤甲烷汇与甲烷氧化菌多样性及类群网络复杂度密切相关。将这些功能性状纳入土壤甲烷过程模型，有望提高对陆地甲烷汇的预测能力，也可为混交造林和森林多样性管理提供参考。
本论文由华东师范大学生态与环境科学学院周小奇教授担任通讯作者，顾辛韵博士为第一作者，华东师范大学为第一完成单位。论文合作作者包括加拿大阿尔伯塔大学何芳良教授、荷兰奈梅亨拉德堡德大学Paul L. E. Bodelier教授、华东师范大学肖文胜博士。该研究得到国家自然科学基金项目、教育部基础学科与交叉学科突破计划和国家留学基金委等资助。
图1.树种丰富度影响森林土壤甲烷氧化菌功能性状与甲烷汇的示意图。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foreco.2026.124237
来源：生态与环境科学学院
