【他山之石】中国科学院南京地理与湖泊研究所汤祥明：有机聚集体微生境驱动湖泊有氧水体产甲烷的新机制

背景：湖泊是重要的甲烷排放源，表层有氧水体普遍存在甲烷过饱和现象，即“甲烷悖论”，但其微生物学机制尚不明确。研究目的：探究湖泊有氧水体中产甲烷微生物（古菌与细菌）在不同粒径有机聚集体上的分布规律及环境驱动因素，揭示产甲烷机制。结论：研究发现产甲烷古菌mcrA基因和细菌膦酸盐降解相关phnJ基因丰度在0.2–5 μm粒径有机聚集体中最高，受有机质、营养盐等因素驱动；提出了“有机聚集体微生境主导、古菌—细菌双途径协同”的产甲烷新机制，即古菌在缺氧微生境进行经典产甲烷，细菌在磷限制或藻源性甲基膦酸盐条件下通过膦酸盐降解途径产甲烷，这为解释有氧水体甲烷过饱和及改进排放估算提供了科学依据。