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甲烷(CH4)是大气中重要的温室气体，是导致全球气候变暖的重要因素。全球气候变暖对生态环境有着负面的影响作用。大气中CH4浓度取决于两种相互拮抗又联系的微生物代谢活动——CH4生成和CH4氧化作用。由产CH4菌完成的CH4生成作用是大气甲烷的主要生物来源，是有机物厌氧降解的最后步骤。大部分CH4在进入大气之前经由CH4氧化菌消耗。CH4氧化作用是CH4的一个重要的汇，可以在好氧或厌氧条件下进行。温度是CH4生成和CH4氧化作用的重要影响因素，而CH4作为全球第二大温室气体，其排放又进而影响全球气候变暖，因此CH4和全球气候变暖形成一个调节循环。 湿地是大气中CH4的最大自然排放源。作为世界上最大的高寒湿地，若尔盖湿地是中国最大的泥炭储备区，其碳储备量占中国碳储备总量的6.2％。若尔盖湿地位于对全球气候变化特别敏感的青藏高原。因此，若尔盖湿地是进行全球气候变暖及CH4相关研究的理想地区。研究若尔盖湿地的CH4代谢是揭示全球变暖情况下高寒湿地碳循环的重要组成部分。 围绕若尔盖湿地的CH4代谢，本论文开展了以下工作: (1)在厌氧条件下进行为期84天的微宇宙实验，利用实验室增温的方法模拟研究21世纪末全球气候变暖以及植物对若尔盖湿地CH4排放和产CH4菌的影响。研究结果表明:若尔盖湿地的CH4排放与温度之间呈正相关关系;但是实验增温没有改变若尔盖湿地的主要产CH4途径——乙酸发酵型，同时也对其细菌和古菌的群落组成没有影响;此外，植物影响若尔盖湿地的细菌和古菌的群落组成。因此，本研究表明温度和植物共同影响若尔盖湿地的CH4排放，其排放又进而影响全球气候变暖，因此CH4和全球气候变暖形成一个调节循环。 (2)为了更深入研究若尔盖湿地CH4生成作用，在15℃和30℃的条件下进行为期90天的微宇宙实验，向培养体系中加入[13C]纤维素。研究结果表明:若尔盖湿地CH4排放与温度之间呈正相关关系;未标记样品的表观产CH4同位素分馏因子αc值的研究结果显示:若尔盖湿地主要CH4生成途径为乙酸发酵型，温度对其没有影响。 (3)本研究选取若尔盖湿地的三种主要覆盖植被木里苔草、刚毛荸荠和两栖蓼的根际土壤，利用mcrA-454高通量测序技术和实时荧光定量PCR(qPCR)技术来进行若尔盖湿地产CH4古菌的多样性和数量分析。研究结果表明:若尔盖湿地每克鲜土中mcrA基因的拷贝数为106到108，两栖蓼样品中mcrA基因的拷贝数极显著的低于(P＜0.01)木里苔草和刚毛荸荠样品;木里苔草和刚毛荸荠样品的产CH4古菌群落结构组成相似，而两栖蓼样品与以上二者不同;若尔盖湿地含有三种类型的产CH4古菌:乙酸营养型、氢营养型和甲基营养型，包括5个不同科的产CH4古菌，分别 Methanosaetaceae, Methanosarcinaceae,Methanobacteriaceae,Methanoregulaceae和an unclassified Methanomicrobia。 (4)在好氧和厌氧条件进行为期23天的微宇宙实验，向培养体系中加入13CH4来研究若尔盖湿地的CH4氧化速率。研究结果表明:若尔盖湿地的好氧和厌氧CH4氧化潜在速率（以NO2-为受体）分别为6.51 nmol·day-1·g-1(dw)CO2和0.617nmol·day-1·g-1(dw) CO2。据估算，整个若尔盖湿地每年通过好氧和厌氧CH4氧化消耗的CH4分别为36 Tg和3.6 Tg。 (5)本研究利用454高通量测序技术和qPCR技术解析若尔盖湿地CH4氧化菌的群落结构组成。研究结果表明:typeⅠ CH4氧化菌是若尔盖湿地的主要好氧CH4氧化菌，Methylobacter约占50％;以Methylocystis为代表的typeⅡ CH4氧化菌也存在于若尔盖湿地;N-DAMO(nitrate/nitrite-dependentanaerobic methane oxidation)16S rRNA和pmoA基因分析结果表明若尔盖湿地含有属于NC10门的细菌;若尔盖湿地每克鲜土中pmoA和N-DAMO16S rRNA基因的拷贝数分别为107-108和104-105;三种样品中，两栖蓼样品中的N-DAMO16S rRNA基因拷贝数最高，但其pmoA的拷贝数最低。