作为全球高度关注的三大环境问题之一，植物入侵会导致生态系统重建，改变生态系统中土壤碳氮储量、组成以及微生物群落结构，进而影响土壤碳氮循环和温室气体排放。为了阐明外来入侵植物互花米草（Spartina alterniflora）对我国沿海湿地甲烷(CH4)排放及其微生物机制的影响，以江苏盐城沿海湿地为研究对象，用静态箱-气相色谱法原位监测了土著植物芦苇（Phragmites australis）和盐蒿（Suaeda salsa）湿地、互花米草入侵湿地以及光滩和开放水面的CH4和氧化亚氮(N2O)通量，测定了沿海不同植被类型湿地的固碳速率，研究了沿海不同植被类型湿地的全球增温潜势（Global warming potential，GWP）;分析了不同类型湿地土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、SO42-以及产甲烷底物乙酸、甲酸和三甲胺含量等的变化特征，结合室内底物添加试验，解析了互花米草入侵对沿海湿地产甲烷潜力的影响及其控制因子;利用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳相结合(PCR-DGGE)方法，研究了互花米草入侵对沿海湿地产甲烷菌群落结构影响及其与产甲烷潜力之间的关系。取得的主要进展如下。　　开放水面、光滩以及盐蒿、芦苇和互花米草湿地CH4年排放量分别为2.81、4.16、4.88、10.79和16.98 kg CH4 ha-1，互花米草入侵导致沿海湿地CH4排放量增加了57.4～505.1％。不同类型湿地CH4年排放量与SOC含量呈显著正相关(P＜0.05)，与DOC含量呈弱正相关（P＜0.10），与土壤盐度、SO42-含量、10 cm处土/水温或水位年平均值均无显著相关关系。沿海湿地CH4排放存在着明显的季节变化，多元线性回归表明，10 cm处土/水温和水位是影响CH4排放季节变化的主要因素，二者分别解释了CH4排放季节变化的16.3～57.8％和1.7～8.7％。开放水面、光滩和盐蒿湿地N2O年排放量分别为0.24、0.38和0.56 kg N2O ha-1，是弱N2O排放源。互花米草和芦苇湿地表现出对大气N2O的净吸收，分别为-0.51和-0.25 kg N2O ha-1。回归分析表明，这两种湿地N2O排放通量与生态系统CO2净交换呈显著负相关（P＜0.001）。互花米草湿地100 cm土层的固碳速率为3.16Mg C ha-1yr-1，是盐蒿和芦苇湿地的2.63和8.78倍。估算的开放水面、光滩以及盐蒿、芦苇和互花米草湿地GWP分别为1.78、-0.60、-4.09、-1.14和-11.30 MgCO2-eq ha-1yr-1（图2.10），互花米草入侵显著降低了沿海湿地GWP。　　2002年互花米草入侵湿地0～20 cm土层产甲烷潜力为20.81μg CH4 kg-1 d-1，是其他类型湿地的2.92～10.68倍，产甲烷潜力与SOC、DOC和三甲胺含量呈显著正相关（P＜0.05），与乙酸和甲酸含量无显著相关关系。互花米草湿地产甲烷菌丰度最高但多样性最低，总丰度增加主要源于兼性营养型Methanosarcinaceae丰度增加。互花米草湿地Methanosarcinaceae丰度是盐蒿和芦苇湿地的3.30和3.48倍，乙酸营养型和氢营养型产甲烷菌丰度与后二者接近。乙酸营养型Methanosaetaceae是开放水面和光滩优势产甲烷菌，相对丰度分别为46.3％和55.9％。冗余(RDA)和回归分析表明，三甲胺是影响沿海湿地产甲烷菌群落结构的关键因素。添加三甲胺对互花米草湿地CH4产生的刺激效果显著高于乙酸和H2/CO2。添加三甲胺后，沿海湿地CH4产生速率与兼性营养型产甲烷菌丰度和相对丰度均呈显著正相关（P＜0.05）。　　随入侵年限增加，互花米草湿地产甲烷潜力和产甲烷菌丰度呈同步增加趋势。产甲烷潜力与SOC、乙酸和三甲胺含量呈显著正相关（P＜0.05）。产甲烷菌丰度与SOC含量呈显著相关（P＜0.05）。随入侵年限增加和SOC累积，3种营养型产甲烷菌丰度均明显增加，乙酸营养型增加幅度显著低于兼性营养型，光滩和互花米草入侵1年湿地Methanosaetaceae相对丰度分别为53.7％和56.2％，而互花米草入侵12和16年湿地Methanosaetaceae相对丰度降至31.2％和35.5％。Methanosarcinaceae相对丰度由光滩和入侵1年湿地的12.8％和18.7％增加至入侵12和16年湿地的55.7％和59.3％。RDA分析表明，三甲胺含量是调控互花米草湿地优势产甲烷菌演替的关键驱动因素，回归分析表明，Methanosarcinaceae相对丰度与三甲胺含量呈显著正相关(P＜0.05)。　　互花米草湿地产甲烷潜力随土层深度增加而降低。在2010和1999年入侵湿地中，0～10 cm土层产甲烷潜力分别是其他土层的1.34～2.46倍和1.55～2.56倍，1999年入侵湿地各土层产甲烷潜力均高于2010年入侵湿地。回归分析表明，产甲烷潜力与SOC、DOC、乙酸和三甲胺含量呈显著正相关（P＜0.05），与甲酸含量无显著相关关系。2010年入侵湿地各土壤层次产甲烷菌群落结构相似，优势产甲烷菌均为Methanosaetaceae。1999年入侵湿地产甲烷菌群落结构呈现明显剖面变异特征，Methanosarcinaceae是0～10 cm土层的优势产甲烷菌，随土层深度增加，Methanosaetaceae成为优势产甲烷菌。RDA和回归分析表明，三甲胺含量也是控制产甲烷菌群落结构呈现剖面变异的关键因素。　　综上分析发现，江苏沿海不同类型湿地CH4排放量很低，尽管互花米草入侵显著增加了CH4排放，但由于其高固碳速率和对N2O弱净吸收，互花米草入侵有利于缓解全球气候变暖。互花米草入侵显著增加了沿海湿地土壤，特别是表层土壤中“非竞争性底物”三甲胺含量，诱导优势产甲烷菌由乙酸营养型Methanosaetaceae向兼性营养型Methanosarcinaceae演替，二者的综合作用导致互花米草湿地产甲烷潜力显著高于其它湿地。