泥炭地作为陆地生态系统的重要碳汇,在环境保护、调节气候、水文调节、工农业等方面具有不可替代的作用。自1980年以来,伐木、排水、火灾、人工林改建以及气候变暖等原因导致生态系统功能破坏,泥炭地退化日益严峻。酚类物质作为泥炭地分解的关键生物化学抑制剂,可通过泥炭地环境和植物群落结构变化来调节其含量,抑制有机碳分解,减缓泥炭地退化。酚类物质由于自身结构上的不稳定,易发生羟基化氧化和亲核加成等反应转化为醌类化合物。目前关于酚-醌转化研究广泛,大多集中在植物表面的氧化作用,关于退化泥炭地中的酚-醌转化尚未深入研究。本实验选取四川省红原县日干乔湿地保护区的3个典型泥炭地生态系统（S1泥炭沼泽、S2沼泽草甸、S3高寒草甸）为研究对象,采用理化测定和电化学手段相结合对退化泥炭地中的半导体矿物进行分析,探明其赋存情况和电化学活性;研究半导体矿物光催化对酚-醌转化的影响,揭示其关键调控因子;利用电化学手段对电活性微生物-腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）进行电活性检测,探讨其催化特性;通过研究S.putrefaciens对半导体矿物光催化酚-醌转化的影响,探明其电活性特征及转化状况。主要结果如下:1)退化泥炭地半导体矿物的赋存规律及其电活性特征研究。X射线衍射（XRD）和X射线荧光（XRF）分析表明,泥炭地主要存在Fe、Ti、Mn、Zr、Zn等金属元素,分析矿物组成发现,泥炭地土壤中存在赤铁矿、板钛矿、斜锆石、红锌矿等半导体矿物。通过电化学手段对五个代表性泥炭土壤进行电化学活性研究发现,光电流曲线表现出较好的重现性和稳定性,光催化性能良好。2)半导体矿物光催化对酚-醌转化的影响研究。对半导体矿物与酚溶液反应颜色变化进行观察发现,溶液呈现“白-黄-橙-红-褐”的变化,其中儿茶酚（PY）溶液变化最为明显,加入Ti O2溶液呈红色,加入α-Fe2O3溶液呈褐色。暗场显微镜（DFM）图像表明,溶液表现出较强的散色光颜色,与水溶液相比,酚溶液中的半导体矿物表面出现悬浮物,可能是由于酚类物质发生氧化反应产生的新反应物在其表面附着形成。通过2,4-二硝基苯肼（DNPH）鉴定,发现有黄色、橙色和红色沉淀（2,4-二硝基苯腙）生成,证明了羰基的生成。通过高效液相色谱-质谱（LC-MS）和荧光分光光度计分析,发现没食子酸（GA）溶液和儿茶酚（PY）溶液中有邻位醌式没食子醌和邻苯二醌生成。3)电化学结果证明了S.putrefaciens具有电活性特征。泥炭地中物种组成在门水平上Proteobacteria平均丰度最高,在科水平上Alphaproteobacteria表现出较高的丰度。S.putrefaciens作为Shewanellaceae科水平上较为丰富的电活性微生物,在培养至30h为生长对数期,该时期生长速率快。差分脉冲伏安（DPV）曲线发现,S.putrefaciens具有较强的电子传递转移的能力。线性扫描伏安（LSV）曲线表明,S.putrefaciens能与电极之间进行胞外电子传递,具有较强的催化氧化还原反应的能力。4)半导体矿物介导微生物对酚-醌转化的影响研究。电活性微生物的胞外产物中存在各种电活性物质,具有良好的电化学特性。DPV曲线表明,“半导体矿物-微生物-酚”体系中存在氧化峰和还原峰,这可能是由于S.putrefaciens与直接参与电子传递相关的细胞色素c发生了氧化反应和还原反应。LSV曲线和I-t曲线表明,光催化所产生的光生电子可以进行良好的转移和分离,并表现出良好的催化性能。分析S.putrefaciens对酚-醌转化的影响,高效液相色谱分析表明,GA溶液和PY溶液反应后有新色谱峰产生,通过高效液相色谱-质谱法分析和荧光分光光度法进一步分析发现,GA和PY在整个反应过程中有邻位没食子酸醌和邻苯二醌的生成。综上,本研究分析了泥炭地中半导体矿物、电活性微生物、酚类物质三者的相互作用,阐述了泥炭地中半导体矿物介导微生物对酚-醌转化的影响,为今后泥炭地碳循环研究打开新的突破口。