本研究以重庆主城段内长江干流及其支流为研究区域，选取李家沱、大溪沟、寸滩、唐家沱、郭家沱为采样点位，运用高通量测序等分子生物学手段及多元统计分析方法对采样区域内的细菌群落结构及甲烷氧化菌进行研究，分析细菌、甲烷氧化菌的多样性及群落结构在城市河流中的时空差异，探求重庆主城段长江中的细菌及甲烷氧化菌与环境因子之间的相关性，并研究好氧甲烷氧化菌（MOB）及反硝化型厌氧甲烷氧化菌（DAMO）与甲烷、二氧化碳等温室气体之间的响应关系。研究所得结论如下：
　　（1）重庆主城段长江中的细菌多样性存在时空差异。空间差异体现在底泥的细菌多样性高于水体，干流水体的细菌多样性高于支流水体，并且距离污水处理厂较近的下游点位中细菌多样性最高；时间差异体现在夏季的细菌多样性要明显高于秋冬季。细菌群落主要由变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、厚壁菌门等构成。部分菌门的相对丰度存在时空差异，其中空间差异表现为，拟杆菌门的相对丰度在水体中高于底泥，在干流中高于支流，而绿弯菌门在底泥中高于水体，蓝细菌门在支流中高于干流；时间差异表现为冬季的拟杆菌门相对丰度较高，秋季的Saccharibacteria门和酸杆菌门相对丰度较高，夏季的疣微菌门、浮霉菌门等大部分菌门相对丰度较高。氨氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、二氧化碳（CO2）、溶解氧（DO）、水温（T）和总有机碳（TOC）对长江重庆主城段水体细菌群落影响较大，底泥中仅有TOC与变形菌门呈现负相关。
　　（2）长江重庆主城段水体中的甲烷浓度分布具有时空变化，在横向空间上表现为长江主城段下游的甲烷浓度高于中上游，纵向空间上表现为底层水高于表层水；时间变化表现为秋季9月甲烷浓度最高，其次是夏季6月和冬季1月。重庆主城段长江中的MOB菌群落多样性同样存在时空差异，空间差异表现为群落多样性在底泥中高于水体，干流点位高于支流点位，干流中游点位高于干流上下游点位，污水处理厂上游点位高于污水处理厂下游点位；时间差异表现为夏季MOB菌群落多样性高于秋冬季。MOB群落主要以TypeⅡ型的甲基孢囊菌属为优势菌种。影响长江重庆主城段水体MOB菌群落结构的环境因子主要为NH4+-N、DO、T和pH。甲烷和二氧化碳与MOB菌群落具有显著相关性，二氧化碳与unclassified_c_Gammaproteobacteria等菌种呈现正相关，而甲烷与norank_c_environmental_samples_p_Proteobacteria等菌种呈现负相关。
　　（3）重庆主城段内长江的DAMO菌多样性存在时间差异，群落多样性表现为夏季高于秋冬季，而群落丰富度表现为冬季高于夏秋季。DAMO菌群落绝大多数属于NC10门，其中与北运河沉积物中DAMO菌同源性极高的OTU7是长江重庆主城段中的优势菌种。部分DAMO菌存在时空差异。主要影响长江重庆主城段反硝化型厌氧甲烷氧化菌群落结构的环境因子为DO、NO3--N、pH和NH4+-N。DAMO菌群落结构与二氧化碳存在显著相关性，DAMO菌多样性与甲烷、二氧化碳均存在显著相关性，其中随着甲烷浓度的减少，二氧化碳浓度的增加，DAMO菌的群落多样性也随之增长，而群落丰富度则随之降低。