农业草地泥炭土壤中局地降雨与地下水位深度关系的评估及其对欧盟气候目标的启示

为应对欧盟2050年气候中和目标，研究人员针对泥炭土壤碳储存关键因素——地下水位管理问题，通过30个监测井的年度观测，揭示了不同类型泥炭地（fen与RB）在水位波动、排水深度及降雨响应（R2=0.79 vs 0.59）的显著差异，强调个性化管理对实现气候政策的重要性。

　　

在全球气候变化的背景下，泥炭地作为最重要的陆地碳库之一，其碳储存功能与地下水位深度密切相关。欧盟为实现2050年气候中和目标，亟需优化农业泥炭地的水分管理策略。然而，不同类型泥炭土壤对降雨的响应机制尚不明确，这直接影响到碳封存效果的评估和管理措施的制定。特别是在农业集约化利用的草地泥炭地中，排水系统的广泛使用导致土壤有机质加速分解，如何通过精准调控地下水位来平衡农业生产与碳储存成为关键科学问题。

为解答这一问题，研究人员在2023年9月至2024年8月期间开展了一项多站点对照研究。研究团队在6个典型地点（包括4处fen和2处RB类型泥炭地）布设了30个全筛监测井，通过每小时降水量测量和水位记录，系统分析了降雨事件与水位响应的关系。研究采用事件分析法计算水位上升与降雨量的相关性，并测定土壤特定产水量(S_Y)参数。相关成果发表在环境科学领域权威期刊《Science of The Total Environment》上。

关键技术方法包括：1) 多类型泥炭地（fen/RB）对比研究设计；2) 30个全筛监测井的分布式水位监测系统；3) 基于小时尺度的降雨事件采集与分析；4) 土壤特定产水量(S_Y)计算模型；5) 水位-降雨量相关性(R²)统计分析。

研究结果主要包含三个重要发现：

1. 排水深度差异：尽管采用相似的排水系统设计，fen类泥炭地的平均地下水位深度（41.3-114.1 cm）显著深于RB类（12.2-15.7 cm），表明泥炭类型本身显著影响排水效果。

2. 水位波动特征：fen站点因降雨输入引起的水位波动幅度明显大于RB站点，反映出不同泥炭水文地质结构的储水能力差异。

3. 降雨响应机制：事件分析显示fen站点水位上升与降雨量的相关性(R²=0.79)强于RB站点(R²=0.59)，这一量化结果为预测模型建立提供了关键参数。

讨论部分指出，该研究首次系统量化了农业管理下不同类型泥炭地的水文响应差异。fen泥炭更强的降雨-水位相关性，结合其更深的排水特征，意味着这类土壤在干旱期可能面临更剧烈的氧化分解风险，这对碳储存构成直接威胁。相比之下，RB泥炭相对稳定的水位虽然有利于碳保存，但也可能限制农业利用强度。研究强调，为实现气候目标，必须根据泥炭类型制定差异化管理策略，包括针对性地调整排水系统设计、建立动态水位调控机制等。这些发现为欧盟"从农场到餐桌"可持续发展战略中的泥炭地管理提供了科学依据，也为全球其他地区的类似生态系统管理提供了参考范式。