文献分享：地下水位变化对泥炭地温室气体排放的影响

 尽管农业生产力很高，但经过排水和耕种的泥炭极易退化，且是温室气体（GHG）排放的重要来源。本研究探讨了地下水位调控和生物炭施用在缓解农业泥炭温室气体损失方面的潜力。然而，在高地下水位（WT）条件下，平衡农业生产需求与保障泥炭生态系统功能是一项重大挑战。因此，在受控的中生态实验中种植生菜，设置高（HW −10 cm,）或低（LW −15 cm）地下水位处理，监测了 4 个月内二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）的排放情况。同时对土壤溶液、植物生长情况进行测定，并结合微生物测序，以确定温室气体排放的关键控制因素。

与对照 + 低地下水位（Control+LW）相比，提高地下水位显著降低了 18% 的 CO₂排放和 40% 的 N₂O 排放，但最终使 CH₄排放增加了 2.5 倍。与 Control+LW 相比，高地下水位结合生物炭施用对 CO₂当量温室气体排放的削减效果较强。

总体而言，高地下水位与生物炭施用相结合，增加了土壤总碳（C），减少了泥炭分解，抑制了 CH₄和 N₂O 排放，并提高了作物产量。

本研究揭示了地下水位变化对土壤温室气体排放的影响。文中描述了控制地下水位的实验处理，但仅仅提到了高水位和低水位两种，水位无法多梯度控制实时变化，SoilScope控制型蒸渗系统也具有这样的控水位功能。

此系统采用澳作发展的第三代蒸渗仪技术，配置地下水连通模块，自动控制蒸渗柱体内水位。水位控制精度可达 0.2mm，补水、排水精度甚至能达到 0.001mm，可实现对地下水位的精准调控，为相关研究提供精确的水位数据。例如在研究地下水埋深对植物蒸腾的影响时，能精准设置不同的地下水埋深梯度，准确观测植物蒸腾量的差异。

结合高精度称重单元、传感器等，可直接记录水分变化量，如潜水蒸发量、地表径流量、蒸散量、结露、雾等各种降水量等，数据准确可靠。像称重式蒸渗仪能精确测量蒸散分辨率达 0.01mm，为水分收支研究提供 “真值" 数据。

可模拟不同水文条件，如自由排水、恒定水位、动态水位变化等，还能模拟条件差的水文事件，如暴雨后排水、干旱时补水等场景，增强实验对自然过程的模拟能力。比如在研究盐碱化土壤的水盐运移时，可通过底部边界的排水控制调节土壤水分的淋洗强度，明确水分运动对盐分迁移的驱动机制。

能人为设定或自动跟踪大田地下水位，模拟自然的田间水分状况，使实验条件更接近真实环境，提高实验结果的代表性和实用性。例如自动跟踪水位模式可保持罐体内水位与大田地下水位相同，用于模拟自然的田间水分状况。

此外SoilScope蒸渗仪可取原状土，土柱面积1平方米，高2米。

SoilScope控制型蒸渗仪取原状土             自动地下水位控制，高精度称重

该系统结合SoilGAS CO2 CH4 N2O H2O在线监测仪与iChamber-LY 蒸渗冠层室，可在线、实时测量土壤CO2、CH4和N2O排放通量。监测仪基于激光吸收光谱原理，测量精度达到ppb级。

SoilGAS CO2/CH4/N2O在线监测仪

iChamber-LY蒸渗冠层室由澳作公司自主研发设计，升降可控，无边框和立柱，对测量点降雨、风速等小气候无影响。既可用于土壤温室气体通量测量，也可用作群落光合室。

系统配置的多路控制最多可带27个冠层室。每个冠层室的测量时间可设定

iChamber-LY蒸渗冠层室