甲烷是大气中仅次于二氧化碳的温室气体。在众多甲烷源中，自然湿地贡献总甲烷源的23％，是最大的大气甲烷源。自然湿地的甲烷排放受产甲烷菌和甲烷氧化菌共同调控，其中甲烷氧化菌能消耗产甲烷菌所产生甲烷量的90％，在湿地甲烷排放和全球甲烷循环中起着重要的作用。不同类型甲烷氧化菌的分布、生态特征及关键酶都不尽相同，因此阐明不同自然湿地甲烷氧化菌的丰度、群落多样性、活性、分布及其影响因素，对理解自然湿地甲烷排放的控制机制及其与全球气候变化的相互关系具有重要意义。　　 青藏高原上分布着众多的自然湿地，这些湿地具有海拔高、温度低等独特的环境条件，其甲烷氧化菌的多样性特征、地理格局及其与环境因子的关系不同于其它湿地。目前，有关青藏高原湿地甲烷氧化菌的研究很少，其地理分布及对微地形异质性的响应尚未见研究报道。　　 针对上述问题，本文选取青藏高原上当雄、红原和玛多三个地理位置不同，但建群种都为莎草科植物的高寒湿地，采集各湿地内不同微地形的土壤，分别采用qPCR技术定量湿地土壤微生物，pmoA和16SrRNA焦磷酸测序技术分析甲烷氧化菌群落多样性，通过构建mmoX克隆文库的方法解析含有sMMO的甲烷氧化菌的多样性，13CH4稳定性同位素标记DNA和PLFA的方法辨识土壤中的活性甲烷氧化菌，旨在阐明青藏高原高寒湿地甲烷氧化菌的数量、活性和群落特征对地理和微地形的响应，为深入理解湿地甲烷产生与排放机制提供数据支持。主要研究结果如下:　　 (1)青藏高原地区不同地理位置的三个湿地之间在土壤细菌、古菌和甲烷氧化菌数量，甲烷氧化菌占细菌的比例，以及甲烷氧化菌的群落结构方面均存在差异。其中红原湿地和当雄湿地土壤的细菌数量相当，都显著高于玛多湿地;红原湿地古菌数量最多，显著高于当雄湿地和玛多湿地;该湿地土壤的好氧甲烷氧化菌数量也最多，拷贝数约为108个每克土壤，当雄湿地约为107个每克土壤，玛多湿地只有105～106个每克土壤。红原湿地土壤中的甲烷氧化菌占总细菌数的约3％，而其它两个湿地中甲烷氧化菌所占比例不到0.1％。　　 青藏高原高寒低温湿地土壤甲烷氧化菌类群中既包括广泛分布于全球其它湿地的主要甲烷氧化菌Methylocystis/Methylosinus、Methylobacter和Methylocella等类群，也有新发现的甲烷氧化菌类群。其中当雄湿地土壤甲烷氧化菌以含sMMO的Methylocella为主，同时还存在Methylocystis、Methylobacter和Methylomonas，但是活性甲烷氧化菌以Methylobacter为主，其次是Ⅱ型甲烷氧化菌，丰度最高的Methylocella的氧化甲烷活性不高。不同于当雄湿地，红原日干乔湿地土壤中存在的主要甲烷氧化菌类群及其活性甲烷氧化菌类群都是以Methylocysits为主，Ⅰ型甲烷氧化菌如Methylobacter也参与甲烷的氧化。而相对于当雄和红原两个酸性泥炭湿地，弱碱性的玛多湿地土壤中的甲烷氧化菌活性最低，其主要存在的甲烷氧化菌类群为Methylocystis、Methylomonas、Crenothrix和未培养的Ib型甲烷氧化菌。　　 (2)青藏高原三个湿地内部不同微地形踏头和踏间土壤中的甲烷氧化菌数量和群落结构也存在差异。红原湿地踏间土壤中细菌的含量高于踏头，而在当雄湿地和玛多湿地，则是踏头土壤中的细菌含量更高。红原湿地踏头和踏间土壤的古菌数量都很高，差异不显著;而当雄湿地和玛多湿地踏间淹水土壤中的古菌数量极显著高于踏头土壤(P＜0.0l)。红原和当雄湿地踏头土壤的好氧甲烷氧化菌数量显著高于踏间土壤(P＜0.05)。当雄和红原湿地的踏间土壤中的未培养Ib型甲烷氧化菌显著高于踏头土壤，而玛多湿地踏间土壤中的Crenothrix显著高于踏头土壤。　　 (3)利用冗余分析方法研究发现土壤SOC、TN和植物高度、生物量可以显著解释甲烷氧化菌的群落多样性在青藏高原不同湿地和湿地内部不同微地形上的分布，海拔效应通过作用于土壤因子而影响甲烷氧化菌的群落多样性。　　 综上所述，青藏高原高寒湿地土壤中的甲烷氧化菌数量、群落结构和活性甲烷氧化菌类群受地理位置和微地形的影响;这些高海拔低温湿地中既有在全球其它自然湿地中广布的甲烷氧化菌类群，也有青藏高原特有的甲烷氧化菌类群。本研究首次对青藏高原面上不同湿地的甲烷氧化菌进行比较研究，为深入认识青藏高原湿地甲烷氧化菌的地理分异、地形影响和环境驱动机制提供了试验数据，对阐明青藏高原湿地甲烷的源汇平衡提供了理论支持。