长期以来，科学界普遍认为甲烷仅能在厌氧环境中由产甲烷菌生成，例如沼泽湿地或反刍动物胃内。然而，近二十年间，学界陆续发现在河湖表层水体、海底热泉、陆地植物叶片等有氧条件下也存在甲烷的生成，现有解释多归为光热反应或生物代谢。

    中国科学院南京地理与湖泊研究所近期研究揭示了一条全新的非生物甲烷生成途径。在水陆交错带苦草、苔草、芦苇及稻田水稻等水生植物根际土壤中（图1a-b），即便排除了微生物作用与光照影响并维持常温环境的条件下，甲烷仍可稳定生成，且仅在白天有氧阶段发生。日间植物根系通过径向氧气损失向周边土壤释氧，维持根际有氧环境；夜间根系停止释氧，土壤快速转入缺氧状态。昼夜交替下，根际铁膜中的铁元素持续发生氧化还原循环，形成类似电池的充放电过程，不断生成强氧化性活性物种（羟基自由基和高价铁）。这些活性物种进一步作用于土壤有机质，诱发去甲基化反应并释放甲烷（图1c）。这种昼夜氧化还原节律，构成驱动甲烷生成的微型化学引擎。以稻田为例，团队还估算了该路径对全球稻田甲烷排放的贡献（图1d）。简而言之，植物根际铁膜在昼夜节律驱动下反复“充放电”，意外点燃了这一全新的甲烷生成化学路径。

    上述研究成果发表在《自然·地球科学》(Nature Geoscience)上。

图1. 水生植物根际节律性氧波动驱动甲烷有氧生成.(a)水生植物分布点.(b)多种水生植物野外生长实景.(c)根际氧波动介导甲烷生成机制示意图.(d)全球稻田根际该路径产甲烷估算

    文章信息：Sheng, H.#, Li, C.#, Song, M., Sun, H., Zhao, G.*, Xu, H., Ding, S., Yuan, Z., Keppler, F. (2026). Circadian redox oscillations drive oxic methane production in the rhizosphere. Nature Geoscience.

    论文链接：DOI: 10.1038/s41561-026-01980-9.