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湖泊是自然生态系统中重要的甲烷释放源，传统的观点认为长期处于厌氧环境的沉积物是湖泊主要的甲烷产生源。但近来的研究发现，有氧上覆水也可能是湖泊甲烷重要的产生源。目前，有关湖泊温室气体产生和释放机制的研究多集中在北方高纬度地区湖泊，针对亚热带富营养化浅水湖泊的研究较少。本论文以中国大型浅水湖泊——太湖和巢湖为研究对象，采用野外调查、原位模拟与室内控制实验相结合的方法，开展富营养化湖泊甲烷浓度时空变化以及蓝藻水华暴发对甲烷功能微生物动态变化的影响研究，获得的结果如下: (1)富营养湖浅水湖泊中，上覆水和表层沉积物中主要的产甲烷菌为甲烷细菌属（Methanobacterium）、甲烷鬃菌属（Methanosaeta）和甲烷八迭球菌属（Methanosarcinales）;而主要的甲烷氧化菌类群是归属TypeⅡ型的甲基胞囊菌属(Methylocystis)和甲基弯曲菌属（Methylosinus）。 (2)蓝藻生长季节原位调查显示，水体溶解性甲烷浓度在夏季要高于其他季节，最高达到了0.3mg/L。水体产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度最高均出现在10月。从群落结构的差异来看，产甲烷菌与甲烷氧化菌群落组成都呈现显著的季节变化特征(P＜0.01)。水柱中叶绿素a浓度和溶解性甲烷浓度与产甲烷古菌数量呈显著正相关关系，但与甲烷氧化菌的数量呈显著负相关关系。上述结果表明湖泊水体溶解性甲烷与甲烷产生和氧化微生物的关系极为紧密，其动态变化受到甲烷产生与氧化微生物的共同作用。 (3)通过原位围隔模拟蓝藻的原位分解过程中，观察甲烷释放规律以及甲烷功能微生物的动态变化。结果显示:随着蓝藻有机质分解，上覆水产甲烷菌数量逐渐增加，溶解性甲烷浓度最高达到2.94mg/L。产甲烷菌mcrA基因拷贝数与甲烷浓度具有显著的正相关关系，此外，还发现其与上覆水中的亚铁离子(Fe2+)含量具有显著的正相关关系。随着蓝藻在围隔中的分解，细菌群落结构组成呈显著的时间变化(P＜0.01)，反映蓝藻分解对细菌群落产生了一定的选择作用。 (4)实验室模拟不同蓝藻水华生物量在多种溶解氧条件下的分解过程，观察上覆水和沉积物中甲烷产生和代谢过程的微生物作用机制。结果显示，在氧充足的条件下，蓝藻生物量增加并未导致水柱甲烷释放量的增加;但厌氧条件下，蓝藻生物量增加能显著促进体系中甲烷的释放速率。水-沉积物界面表现出最大的甲烷产生和氧化潜势。总体上沉积物甲烷产生潜势也要高于上覆水，反映出水-沉积物界面是最活跃的甲烷产生和氧化区域。甲烷氧化微生物群落组成随沉积物深度呈现显著变化，而产甲烷微生物随沉积物深度的变化不明显。 本论文综合多种研究手段，获得的上述结果有助于填补目前对蓝藻水华频繁暴发的富营养化湖泊中产甲烷和甲烷氧化微生物类群认识的不足;实验证据反映蓝藻水华暴发导致的上覆水缺氧显著促进了甲烷的释放，特别在水-沉积物界面是甲烷产生和氧化的热点区域。甲烷产生与氧化过程在季节变化上的解偶联作用可能是导致上覆水甲烷释放量增加的主要因素。