中国科学院南京地理与湖泊研究所Nature Geoscience封面论文

该研究以Nature Geoscience封面论文形式发表，背景在于传统认知中甲烷生成严格局限于厌氧环境，而有氧环境中的甲烷生成机制长期未被充分解析。研究目的旨在探究无光热作用的水生植物根际，在昼夜有氧-厌氧交替条件下是否存在非生物甲烷生成过程，并揭示其驱动机制与全球贡献。结论表明，水稻、芦苇等多种水生植物根际普遍存在非生物有氧甲烷生成，该过程依赖根系昼夜径向释氧引发的氧化还原振荡，驱动土壤铁矿物循环产生活性氧与铁(IV)氧代配合物，介导有机底物去甲基化释放甲烷。研究基于随机森林模型估算，全球水稻根际该途径甲烷年产生潜力为0.7-3.3太克，占稻田总甲烷排放的1.9%-13.2%，对全球变暖贡献约0.001℃。该发现为全球甲烷收支与有机碳循环研究提供了新视角。