在海洋沉積物中，厭氧甲烷氧化（Anaerobic Oxidation of Methane, AOM）的甲烷消耗量為20-300Tg CH4yr-1，占大氣甲烷通量的60-80%，對甲烷平衡和氣候變化有重要意義。濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)主要的甲烷生物源之一，也是AOM發(fā)生的理想場所，但其發(fā)生機制仍不清楚。
稻田作為一種典型的人工濕地，高強度的人為干擾使其物理化學生物特性與天然濕地存在顯著差異。稻田土壤AOM過程的研究對正確認識甲烷循環(huán)及變化背景下稻田管理措施的合理制定有特殊意義。
目前常用的土壤AOM活性測定方法為室內震蕩培養(yǎng)法。這種方法一定程度上解除了甲烷在土水中的擴散限制，引入誤差的風險較大。為解決該問題，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員團隊聯(lián)合德國哥廷根大學的研究人員采用新型替代培養(yǎng)法，實現(xiàn)了對中國科學院長沙農業(yè)環(huán)境觀測研究站長期定位試驗水稻土AOM活性的原位測定。
該方法通過硅膠管將13C標記的甲烷直接注入土壤中，以替代震蕩處理，模擬土壤自產甲烷的擴散過程。經過59天的培養(yǎng)，靜置培養(yǎng)的累積13C甲烷氧化量比搖動培養(yǎng)高出了33-80％。
在靜置培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)瓶中的甲烷濃度不斷增加，而在搖動培養(yǎng)下甲烷濃度無顯著變化。這表明震蕩處理同時抑制了甲烷的產生與厭氧氧化過程，與傳統(tǒng)方法相比，硅膠管替代培養(yǎng)法是一種更有效的土壤甲烷循環(huán)研究方法。
將本研究測量的甲烷產生和氧化速率與文獻報道相結合，我們估計稻田AOM每年會減少2.0TgC的甲烷釋放量，約占稻田CH4凈排放總量的20％。該研究可為深入解析稻田減排潛力及稻田甲烷關鍵過程提供理論基礎和數(shù)據(jù)支撐。
