综合对底物的转化过程、代谢途径和微生物种群结构的分析结果，可对本章不同研究体系中微生态的变化过程作如下具体描述。

1）未驯化的高温微生态NATS中，优势菌群及其功能的演变过程（图7-17）

TAN为500 mmol/L时 在前活跃产甲烷期，甲烷八叠球菌Methanosarcina sp.为优势微生物种群，进行乙酸发酵型甲烷化代谢过程，其形态由悬浮的单细胞逐渐转变为多细胞聚集体；随着乙酸逐渐被消耗，pH上升，FAN浓度提高，Methanosarcina sp.受到抑制，产甲烷过程进入中间抑制期。此时，Methanosarcina sp.逐渐消失，而SAOB和甲烷囊菌属Methanoculleus迅速生长；当其细胞浓度达到一定水平时，甲烷化反应恢复，产甲烷过程进入后活跃产甲烷期。此时，乙酸氧化共生菌群通过乙酸氧化和CO2还原型甲烷化联合途径产甲烷；乙酸浓度极低时，进入稳定期。此时，乙酸氧化共生菌群仍为功能菌群。

图7-17 未驯化的高温微生态对氨胁迫的响应模式图

TAN为10 mmol/L时 乙酸的甲烷化过程中，功能微生物为甲烷八叠球菌Methanosarcina sp.，其通过乙酸发酵型甲烷化途径代谢乙酸。

2）驯化的高温微生态ATS中，优势菌群及其功能的演变过程（图7-18）

图7-18 驯化的高温微生态对氨胁迫的响应模式图

TAN为500 mmol/L时 在迟滞期和缓慢产甲烷期，主要为Methanosarcina sp.的多细胞聚集体，通过乙酸发酵途径（或可能通过CO2还原型途径）缓慢产生甲烷。此时，Methanoculleus sp.的丰度已经开始增加；随着FAN浓度逐渐提高，Methanosarcina sp.消失，SAOB和Methanoculleus sp.的数量迅速增加，并成为优势功能菌群。乙酸氧化和CO2还原型甲烷化联合反应成为主导代谢途径，甲烷化速率迅速提高，进入活跃产甲烷期；在稳定期，乙酸氧化共生菌群依然占据优势。

TAN为10 mmol/L时 主要为多细胞聚集式生长的Methanosarcina sp.，通过乙酸发酵型甲烷化途径代谢乙酸。

可见，氨胁迫下的高温产甲烷微生态中，乙酸氧化共生菌群对于新甲烷化中心的建立起到关键作用。

3）未驯化的中温微生态NAMS中，优势菌群及其功能的演变过程（图7-19）(www.daowen.com)

图7-19 未驯化的中温微生态对氨胁迫的响应模式图

TAN为357 mmol/L 在前活跃产甲烷期，液相和颗粒污泥内部的甲烷鬃毛菌科Methanosaetaceae通过乙酸发酵型途径产甲烷；随着pH逐渐上升，FAN浓度提高，Methanosaetaceae受到抑制，进入中间抑制期。此时，液相和污泥内的SAOB和Methanoculleus sp.的数量开始增加，而Methanosarcina sp.也开始生长；当新生种群的细胞浓度增加到一定水平时，甲烷化迅速恢复，进入后活跃产甲烷期。此时，主要是乙酸氧化共生菌群通过共生乙酸氧化联合途径产甲烷，Methanosarcina sp.在甲烷化启动初期起到一定作用，随后逐渐消失；在稳定期，乙酸氧化共生菌群仍占据优势。可见，乙酸氧化共生菌群对于新甲烷化中心的建立起到关键作用。

TAN为10 mmol/L时 主要为液相和颗粒污泥内的Methanosaetaceae通过乙酸发酵型甲烷化途径代谢乙酸。

4）驯化的中温微生态AMS中，优势菌群及其功能的演变过程（图7-20）

TAN为357 mmol/L时 在缓慢产甲烷期，主要是Methanosaetaceae通过乙酸发酵型途径转化乙酸。此时，Methanoculleus sp.已开始生长；随着FAN浓度的提高，液相中的Methanosaetaceae逐渐消失，Methaosarcina sp.迅速生长，并成为功能产甲烷菌，甲烷化速率迅速提高，进入活跃产甲烷期。此时，Methanoculleus sp.已增加到一定数量，共生乙酸氧化联合途径对甲烷化代谢的贡献逐渐增加；在稳定期，FAN浓度达到更高水平，乙酸浓度极低，发生基质限制。乙酸氧化共生菌群的丰度进一步提高，并开始占据优势，共生乙酸氧化产甲烷联合途径成为此时甲烷化代谢的主导途径。可见，在甲烷化中心建立过程中，Methanosarcina sp.起到更关键的作用。而驯化后的颗粒污泥内，Methanosaetaceae显示了更强的氨胁迫耐受性。

TAN为10 mmol/L时 主要为液相和颗粒污泥内的Methanosaetaceae通过乙酸发酵型甲烷化途径代谢乙酸。

图7-20 驯化的中温微生态对氨胁迫的响应模式图

可见，在氨胁迫下的中温产甲烷微生态中，Methanosarcina sp.和乙酸氧化共生菌群互相竞争，建立新的甲烷化中心；而经过驯化后，Methanosarcina sp.的作用更为显著。

未驯化微生态降解乙酸的“双峰”模式 在临界氨浓度下，未驯化的厌氧微生态中，乙酸甲烷化代谢速率随时间的变化均呈现“双峰”模式（见本书第5章和本章）。而在已有的研究中，由于缺少对“临界态”（即微生物菌群不稳定的胁迫状态）厌氧反应器的全过程监测，甲烷化速率的“双峰”模式变化鲜见报道。本章中，经过对氨胁迫下产甲烷微生态的多角度综合分析，发现随着FAN胁迫的增加，嗜乙酸产甲烷微生物菌群结构和功能逐渐演变的“双峰”过程模式，即：由氨胁迫耐受性低、营乙酸发酵型途径的甲烷菌占优势，逐渐演变为氨胁迫耐受性高、营共生乙酸氧化和氢营养型甲烷化联合途径菌群占优势的过程。