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河流中甲烷氧化机理研究取得进展

来源:中国气象报   发布时间:2019年04月26日10:35
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  中国气象报通讯员张娜报道 近日,南京信息工程大学应用气象学院碳氮循环与气候变化研究团队首次发现,除甲烷好氧氧化外,河流沉积物中存在多种电子受体驱动的甲烷厌氧氧化(NO2-,NO3-,SO42-和Fe3+),其中亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化最为活跃,可减少河流约35%的甲烷排放通量。这一发现对于温室气体减排具有重要意义。

  项目负责人沈李东教授介绍,甲烷(CH4)对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳(CO2),且其温室效应潜能是等摩尔CO2的20至30倍。河流不仅是陆地有机质参与生物地球化学循环的重要场所,还是水-气界面甲烷排放的热点区域,对全球碳循环具有重要贡献。一直以来,以氧气为电子受体的甲烷好氧氧化过程被认为是控制河流甲烷排放的唯一途径,对减少河流甲烷排放起着至关重要的作用。同时,河流沉积物富含丰富的电子受体,为其他甲烷氧化途径创造了良好条件。

  项目组以英国境内重要的河流生态系统为研究对象,利用稳定性同位素示踪手段发现,亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化最为活跃。

  为更好地评估这类反应作为甲烷汇的作用,他们进一步利用厌氧培养结合有机同位素质谱测定了亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化微生物的甲烷同化率,估算结果表明亚硝酸盐型甲烷厌氧氧可减少河流约35%的甲烷排放通量,是河流系统中重要的甲烷汇。

  此外,项目组通过分子生物学手段识别了河流沉积物中催化亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化的微生物种类,提升了对淡水生态系统中碳循环耦合氮循环过程的认识。相关研究成果已发表在环境科学与生态学领域、微生物生态学领域权威期刊The ISME Journal上。

  (责任编辑:栾菲)

  

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