稻田是全球重要的CH4和CO2排放和碳转化场所，对全球气候变化和碳循环具有深远影响。目前虽已有大量有关水稻土CH4和CO2排放量、溶解性有机碳转化的研究，但仍存在许多困惑亟待解决。其中一个极具挑战性的问题便是稻田微生物聚集体，尤其光合生物膜，对碳循环的影响。光合生物膜（PBs，phototrophic biofilms）是一种广泛存在于稻田水土界面、由各种光养微生物和异养微生物组成的聚集体。虽然已有研究表明PBs在碳循环过程中起着至关重要的作用，然而PBs究竟如何影响稻田土壤碳循环尚不清楚。
生态与资源工程学院土壤健康与调控团队开展了稻田原位PBs生长对CH4和CO2排放以及溶解性有机质（DOM）转化的影响及机制的研究工作。研究表明，原位PBs生长使得白天的CH4排放量减少了约79%、CO2排放量减少了约33%、增温潜势降低了72%、DOM降解率从30.4%降低至16%。这些变化都归因于原位PBs生长导致的氧气浓度以及渗透深度增加、pH变化。共线性分析表明，DOM转化与产甲烷菌如Methanosaeta、Mathanomassiliicoccus和Methanosarcina等的生长抑制，以及甲烷氧化菌Methylobacterium、Methylomultilis和Methylomonas等的生长促进具有显著相关性。研究揭示了原位PBs对稻田土壤CH4和CO2排放以及DOM转化的影响及机制，有助于加深对稻田土壤碳循环的了解，为理解全球碳循环提供了新视角。
研究结果以“Fate of carbon influenced by the in-situ growth of phototrophic biofilms at the soil–water interface of paddy soil”为题发表在国际期刊《Science of The Total Environment》（中科院一区TOP，IF=9.8）。我校生态与资源工程学院黄玲艳副教授为论文第一作者，广东工业大学袁勇教授为通讯作者，武夷学院为第一完成单位。
以上研究得到了国家自然科学基金（No. 42177270和42207340）、广东省自然科学基金卓越青年团队（No. 2023B1515040022）和广东省基础与应用基础研究基金项目（No. 2021A1515110918）资助和支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168451
