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研究表明,由于甲烷厌氧氧化（Anaerobic oxidation of methane,AOM）过程的存在,海地沉积物每年所产生的大量甲烷最终仅有10%左右被排放至大气中,近年来这一过程也在湿地、稻田、污水处理厂等环境中被发现,因此了解AOM过程,研究影响AOM的条件,是降低甲烷的排放进而解决全球性气候问题的突破口。环境异质性是影响微生物种群结构的重要因素,而泥火山样地环境复杂,且存在大量能与AOM进行耦联的电子受体,为研究环境异质性对AOM的影响提供了天然的样本。本研究以准噶尔盆地的艾琪沟（AQG）、白杨沟（BYG）和独山子（DSZ）三个泥火山样地为研究对象进行展开,主要研究内容和结果如下:（1）不同泥火山地区理化性质测定。对三个泥火山样地主要理化因子进行测量,结果表明,不同样地间Fe、SO42-、NO3-等AOM反应潜在电子受体含量差异较大,AQG沉积物中Fe、Mn含量最高,分别为56.74 mg·g-1和1.61 mg·g-1;BYG样地NO3-含量最低,浓度为5.16 mmol·L-1;DSZ样地Cl-和可溶解Fe含量远高出其余两个样地,浓度分别为232.83 mmol·L-1以及36.1 mmol·L-1。（2）AOM反应活性测定。基于微宇宙培养实验,对各样地甲烷厌氧氧化速率进行测定,DSZ、BYG、AQG三个样地的AOM原位反应速率分别为2.15μmol·L-1·day-1,1.38μmol·L-1·day-1,0.89μmol·L-1·day-1。选择反应活性最大的DSZ样地进行受体培养实验,结果表明,与原位AOM速率相比,柠檬酸铁（Fe-citrate）培养体系的AOM反应速率增加了63.25%,而硫酸钠（Na2SO4）培养体系的AOM反应速率降低了75%。（3）不同泥火山地区微生物群落结构解析。采用Illumina高通量测序技术对AQG、BYG、DSZ的微生物16Sr RNA进行测序分析。结果表明,Methylophilaceae和Nitrososphaerales分别是AQG样地的优势细菌及古菌,相对丰度分别为15.5%和58.38%。BYG和DSZ样地的优势细菌分别为Desulfobulbaceae和Pelobacteraceae,相对丰度分别为14.8%和30%,优势古菌同为Methanomassiliicoccaceae,相对丰度均为70%左右,其中DSZ样地其余古菌相对丰度均未超过4%,而BYG还存在相对丰度为9.94%的ANME-2d。通过物种网络相关性分析表明,AQG样地细菌群落围绕Methylococcaceae、Eubacteriaceae、Pelobacteraceae展开,BYG样地细菌网络的关键则是Desulfobacterales、Desulfuromonadales和Pelobacteraceae,古菌则以Methanosarcinaceae为核心构成相关网络。DSZ样地细菌核心菌群为Desulfobacterales和Pelobacteraceae,古菌ANME-2a-2b则与Methanobacteriaceae和Halobacteriaceae构成正相关的网络。（4）环境因子与微生物之间关系。通过Mantel分析表明Cl-、NO3-、SO42-以及可溶性Fe与微生物群落的相关性更加密切,其中NO3-、SO42-与古菌的相关性高于细菌,而微生物与沉积物中的Fe、Mn金属成分相关性并不明显。本次研究创新性的从环境异质性角度对新疆准噶尔盆地AQG、BYG、DSZ三个天然泥火山地区的AOM反应活性及微生物群落结构展开研究,证明了环境异质性对AOM的重要驱动作用。同时发现环境异质性的作用下AOM反应底物（电子受体）的差异促生着微生物间多样的网络互作关系,影响着微生物介导的AOM耦联代谢过程。此外,本研究结果发现,除ANME外,氢型产甲烷菌Methanomassiliicoccaceae和铁还原菌Pelobacteraceae在DSZ样地的AOM过程中起着重要作用。