利用蒸渗仪研究模拟地下水位波动对泥炭土甲烷排放的影响

热带泥炭地不适当的排水和利用方式可能导致甲烷（CH4）排放增加，从而加速全球变暖和气候变化的速度。然而关于有机物分解、泥炭地温度与地下水位波动和热带泥炭地 CH4 排放的关系几乎未见报道。

马来西亚的科研人员利用田间蒸渗仪，模拟不同地下水位波动下种植菠萝的排水泥炭土的自然条件。测量土壤 CH4 通量，以获得在低水位和高水位期间干湿季节的 24 小时 CH4 排放量。

详细内容请参考文献：

Water Table Fluctuation and Methane Emission in Pineapples (Ananas comosus (L.) Merr.) Cultivated on a Tropical Peatland

Wendy Luta, Osumanu Haruna Ahmed, Latifah Omar, Roland Kueh Jui Heng,Liza Nuriati Lim Kim Choo, Mohamadu Boyie Jalloh, Adiza Alhassan Musah and Arifin Abdu.

Agronomy 2021, 11, 1448. https://doi.org/10.3390/agronomy11081448

研究的目的是：（i）量化种植菠萝的热带泥炭土壤的 CH4 排放量，以及（ii）在模拟地下水位波动下确定地下水位深度对泥炭土壤 CH4 排放量的影响。

实验中使用的蒸渗仪由高密度聚乙烯 (HDPE) 制成圆柱形，直径 0.56 m，高 0.97 m。

蒸渗仪配备有溢水口，溢水口连接到安装在容器外部的透明管上，以调节和监测水位。每个蒸渗仪都填满深度达 0.90 米的泥炭土（图 1），放置五个月以达到平衡。

Figure 1. Fabricated ﬁeld lysimeter made from high density polyethylene.

蒸渗仪中的地下水位是通过溢水口排出多余的水或用雨水浇灌泥炭土到所需的地下水位深度来控制的，以模拟排水和降雨的影响。蒸渗仪中的地下水位深度控制在距土壤表面 0 m 和 0.9 m 处，分别代表最干燥（低水位）和最潮湿（高水位）月份。

土壤 CH4 排放量使用静态箱法（图 2）进行测量。使用气相色谱仪对泥炭地的 CH4 排放进行量化。 CH4 排放量测量是在旱季和雨季的每日基础上进行的，在地块完全排水之前，以 2-4 小时为间隔，持续 2-3 天，以反映通过土壤表面的 CH4 损失总量。

Figure 2. A closed chamber system to estimate soil methane emission from tropical peatland.

获得的值被平均并转换为 t ha-1yr-1 的单位。

CH4 通量计算，使用以下等式：

Flux = [d(CH4)/dt] × PV/ART

其中 d(CH4)/(dt) 是将腔室放入土壤后给定时间在腔室顶部空间内 CH4 的释放速率，P 是大气压力，V 是腔室内部顶部空间气体的体积，A 是腔室封闭的土壤面积，R是气体常数，T是空气温度。

研究结果发现，在整个旱季和雨季，平均土壤 CH4 排放量在低水位下显着更高（图 3）。

Figure 4. Averaged soil CH4 emissions from peat soils grown with pineapples under open ﬁeld cultivation system and lysimeters subjected to water table ﬂuctuation in the dry and wet seasons.