自工业革命以来,已有研究清楚表明大气CO₂浓度持续升高。2012年3月,美国国家海洋和大气管理局（NOAA）观测结果表明大气CO₂浓度已超过390 ppm;联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测2100年大气CO₂浓度将达到556～950ppm;未来地球大气CO₂升高下,地球生态系统表层过程的响应与适应机制,是目前各国政府关注的重要议题。2004年,中国科学院在江苏扬州建立了稻麦轮作生态系统"Free-Air CO₂ Enrichment（FACE）科学平台",该平台模拟未来50年后的大气CO₂浓度对长三角地区稻麦轮作生态系统的影响,为开展全球气候变化下,稻田生态系统关键元素微生物过程响应与适应机制提供了理想平台。本文针对大气CO₂浓度升高下稻田土壤（FACE处理）和本底CO₂浓度条件下的稻田土壤（Ambient处理）,利用稳定性同位素示踪土壤甲烷氧化微生物核酸DNA和新一代高通量测序技术,对土壤甲烷氧化细菌群落结构进行研究。我们的研究结果表明,类型Ⅰ（typeⅠ）甲烷氧化细菌主导了稻田土壤甲烷氧化过程。大气CO₂浓度升高的条件下,Methylobacter甲烷氧化细菌的数量增加,Methylosarcina甲烷氧化细菌的数量减少。尽管在大气CO₂浓度升高的条件下,甲烷氧化动力学过程没有发生明显的变化,甲烷氧化微生物群落结构与功能发生了变化。这一变化在多大的时间与空间尺度上将对地球表层过程产生显著影响,是未来研究的重点。