由于世界人口的快速增长，人类活动导致近地层O3浓度不断提高，近地层O3污染已成为人们关注的主要环境问题之一。O3浓度升高可能通过对植物生长的干扰影响土壤生态系统的碳循环，如甲烷循环。鉴于产甲烷菌和甲烷营养菌在碳的生物地球化学循环中的重要作用，研究臭氧浓度升高对产甲烷菌和甲烷营养菌的影响具有非常重要生态意义。本论文通过大田作物开顶式气室(OTC)模拟试验和土壤盆栽模拟O3熏气试验，结合分子生态学技术，研究了O3浓度升高对冬小麦和水稻土壤产甲烷菌和甲烷营养菌的活性和群落结构的影响，探讨了O3胁迫下农田土壤甲烷排放的机制，为人们深入了解O3对农田生态系统以及土壤甲烷循环的影响机理提供科学依据。取得的主要结论如下：　　 1.O3浓度升高影响农田土壤酶活性。在冬小麦灌浆期，O3胁迫促进土壤脱氢酶活性提高，当O3处理为120 ppb时，0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层的脱氢酶活性分别比对照处理提高59.4％、51.5％和22.2％。O3胁迫对土壤转化酶活性的影响受采样时期(冬小麦生长期)以及土壤深度的影响。在冬小麦灌浆期，20-40 cm土层的脲酶活性随着O3浓度的提高而提高。盆栽水稻土中的脱氢酶、转化酶和脲酶活性在100和150 ppb O3处理时均比对照高：　　 2.O3胁迫影响农田土壤中的产甲烷潜势(PMP)和CH4氧化潜势(PMO)。在冬小麦灌浆期，O3胁迫提高0-20 cm麦地土壤中的产甲烷潜势，但是却显著地降低0-20 cm土壤中的CH4氧化潜势。100 ppb O3处理促进盆栽水稻土的产甲烷潜势，但随着O3浓度的升高，产甲烷潜势反而降低；同样100 ppb O3处理也显著地提高盆栽水稻土的CH4氧化潜势；　　 3.O3浓度升高影响农田土壤中的甲烷营养菌(MOB)数量和群落结构。在冬小麦灌浆期，40 ppb O3处理可显著地提高0-20 cm深度土壤中的总甲烷营养菌pmoA、TypeⅠ型和TypeⅡ型MOB16S rRNA gene的拷贝数。冬小麦土壤中TypeⅠ型甲烷营养菌群落结构的变化主导着总甲烷营养菌群落结构的变化。其中，T-RF为445 bp和504 bp的甲烷营养菌受土壤深度影响较大，而T-RF为348 bp和78 bp的MOB则受O3浓度的影响较为明显，T-RF为243 bp和225 bp的MOB则受冬小麦生长期影响较明显，O3浓度持续升高对冬小麦土壤甲烷营养菌的多样性构成潜在威胁。盆栽水稻土中的MOB pmoA拷贝数随着O3浓度的升高而升高，其中TypeⅠ型甲烷营养菌随着O3浓度的升高优势更为明显；　　 4.O3胁迫影响农田土壤中的产甲烷菌数量与群落结构。在冬小麦灌浆期，0-10 cm土壤的产甲烷菌mcrA基因拷贝数随着O3浓度的升高而提高，而10-20cm土壤中高浓度的O3处理显著降低mcrA基因拷贝数。在盆栽水稻土中，随着O3浓度的升高，产甲烷菌的mcrA基因拷贝数和多样性有下降趋势。水稻土中氢型产甲烷菌是占据优势的产甲烷菌，随着O3度的升高氢型产甲烷菌的相对丰度逐渐升高，而乙酸型(345 bp，369 bp，498 bp)产甲烷菌的相对丰度却下降。