广州海洋局发现甲烷厌氧氧化作用驱动二氧化碳暗固定新机制

　　近日，国际著名地学期刊《Global and Planetary Change》（中科院一区TOP，IF：4.0）以“The relationship between anaerobic oxidation of methane and dark carbon fixation in methane seep sediments”（甲烷渗漏区沉积物中甲烷厌氧氧化作用与暗碳固定之间的关系）为题，在线发表了广州海洋局邓义楠团队关于甲烷渗漏区有机质来源的最新研究成果。研究发现，在甲烷渗漏区强烈的甲烷氧化作用（AOM）会导致还原性硫化物明显的富集。还原性硫化物的富集、转移和氧化等过程为微生物参与的二氧化碳暗固定机制和微量元素循环提供了有利的发育环境。

　　一直以来，二氧化碳暗固定机制被认为是深海和海洋荒漠区有机质的重要来源，且在全球多个海洋特殊环境中（比如海底热液，海底火山口，海洋低氧区等）已有详细报道。但是，在甲烷渗漏区，对二氧化碳暗固定过程是否存在、其环境因素和运行机制等仍缺乏研究。

　　本研究选取南海北部陆坡站位样品为研究对象，主要关注其有机质演化过程和甲烷厌氧氧化作用的关系。研究发现，该站位富集的有机质主要以原位生物成因为主，且其形成环境为缺氧硫化的沉积环境。团队还发现Gammaproteobacteria（ᵞ-变形菌纲）明显富集在接近甲烷-硫酸盐还原界面处，结合前人对该区域微生物群落研究的结果，证实Gammaproteobacteria在海洋二氧化碳暗固定中扮演了重要的作用。基于以上认识，研究认为在甲烷厌氧氧化作用发育强烈的区域，大量还原性硫化物的富集为微生物参与的二氧化碳暗固定过程提供了非常有利的环境，且该过程为甲烷渗漏区有机质的富集提供了重要来源。

甲烷渗漏区二氧化碳暗固定和甲烷厌氧氧化作用的耦合机制

　　本研究为甲烷渗漏区的有机质来源以及AOM驱动的二氧化碳暗固定机制提供了新的认识，为全球碳和金属元素循环研究提供了重要的补充。

　　论文第一和通讯作者为广州海洋局邓义楠教授级高级工程师，通讯作者还包括中国科学院地理科学与资源研究所郭庆军研究员。该项研究由国家自然科学基金、广东省海洋六大产业专项、广东省基础与应用基础研究基金等联合资助。

　　文章信息：Deng, Y., Xie, R., Guo, Q., Yang, S., Zhang, G., Lai, H., Liang, Q., Chen, F. and Cao, J., 2025. The relationship between anaerobic oxidation of methane and dark carbon fixation in methane seep sediments. Global and Planetary Change, 253, 104965.doi.org/https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104965