亚热带森林中死亡树木和存活树木的甲烷（CH4）通量及其相关的微生物群落

《European Journal of Forest Research》：Stem CH4 fluxes and related microbial communities from dead and live trees in subtropical forests

甲烷通量研究揭示亚热带锥优势树活树与枯立木茎秆排放差异及驱动机制。采用静态密封舱技术（2022-2023）测定发现：0.5米高度枯立木年通量（0.07945 g/m2·yr）显著高于同高度活树（0.06815 g/m2·yr），且通量与温度呈显著正相关，受升温强化效应。心材微生物分析表明：活树以甲基营养型与二氧化碳还原途径为主，枯立木以二氧化碳还原途径为主，并共检测出甲烷单胞菌、甲烷菌、假单胞菌属三种甲烷氧化菌。研究证实枯立木甲烷排放更具环境敏感性，强调长期监测与微生物机制解析的必要性。

　　

摘要

研究人员已经测量了森林中活树茎的甲烷（CH₄）通量。然而，亚热带森林中死亡树木的甲烷通量仍不清楚。利用静态密封室技术，我们从2022年1月到2023年12月，测量了中国亚热带地区两种不同树高（0.5米和1.0米）的Lithocarpus glaber死亡树木和活树茎的甲烷通量。我们同时测量了甲烷通量及其相应的环境变量，并分析了它们之间的关系。此外，还分析了心材样本，以识别与甲烷通量相关的潜在微生物群落和功能群。在距离地面0.5米的高度，死亡树木的年甲烷通量（0.07945克甲烷/平方米·年）显著高于活树（0.06815克甲烷/平方米·年）。两种树类型（死亡树木与活树）以及两种树高（0.5米与1.0米）的甲烷通量与温度显著相关，且这种相关性随着温度的升高而增强。在活树的心材中，主要的甲烷生成途径是甲基营养型甲烷生成和二氧化碳（CO₂）还原；而在死亡树木的心材中，则主要是二氧化碳还原。在0.5米和1米树高的死亡树木和活树茎中，共鉴定出三种甲烷氧化菌属：Methylocystis、Methylobacterium和Paracoccus。我们的研究揭示了死亡树木和活树茎甲烷通量的年际变化，表明长期连续监测的重要性。死亡树木和活树中甲烷氧化菌与甲烷生成菌的共存，突显了未来研究微生物机制及其在应对全球变化过程中对死亡和活树甲烷交换影响的驱动因素的必要性。