間套作種植提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

蘇本營，陳圣賓，李永庚，楊文鈺，*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，成都 611130;2.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042;3.中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室，北京 100093)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是在人類干預(yù)和控制下形成的人工生態(tài)系統(tǒng)，具有多種經(jīng)濟、社會和生態(tài)功能［1，2］。農(nóng)業(yè)的集約化、單一化種植，雖然顯著提升了我國糧食產(chǎn)量，并創(chuàng)造了利用世界5%的土地養(yǎng)活世界22%人口的奇跡，卻嚴重制約了農(nóng)田其他重要生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮［3-5］。在全球環(huán)境變化的大背景下，提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，探索低投入、高能效利用和能夠自我維持的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式倍受關(guān)注［6-7］。間套作是指在同一塊土地上同時種植兩種或兩種以上作物的一種種植模式。據(jù)統(tǒng)計，全球間套作農(nóng)田面積在1×109hm2以上，約占耕地面積的3%［8-9］，在沒有擴大土地面積的前提下提高了糧食產(chǎn)量，為解決世界人口的溫飽問題做出了重要貢獻。常見的間套作模式主要包括帶狀間作和套作兩種，其中，帶狀間作是指在同一塊田地上的不同行，同時種植兩種或兩種以上的作物，該模式能夠充分地利用有限的土地資源［8］;而套作則是指當一種作物生長到一定階段(通常是快要成熟時)，在其行間播種另一種或幾種作物，從而能夠充分利用光熱資源，增加復(fù)種指數(shù)，提高糧產(chǎn)量［9］。

研究表明，間套作種植能夠有效提高資源利用率和糧食產(chǎn)量［10-12］，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力［13］，增加水土保持能力［14］，提高土壤肥力［15］，同時能夠抑制病蟲草害的發(fā)生［16-18］，是生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向之一［1，18］。然而，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)角度論述間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能的報道國內(nèi)外卻較為少見。本文結(jié)合國內(nèi)外已有相關(guān)研究，(1)從系統(tǒng)物質(zhì)生產(chǎn)、土壤肥力維持、生物多樣性保護、水土保持、病蟲草害和有害污染物控制等方面綜述間套作種植對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升的貢獻和作用，(2)提出了農(nóng)田多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的間套作評價指標和分析框架，旨在為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和更好地發(fā)揮農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提供理論依據(jù) (圖 1)［19］。

1 提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)出

很多研究表明，與單一種植農(nóng)田相比，間套種植模式下，通過共生作物在時間和空間上的合理搭配，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能有效提高資源利用率和單位面積糧食產(chǎn)出［16，20-23］。據(jù)報道，與玉米單一種植相比，玉米和大豆間套作可以提高光能的截獲，降低水分的蒸發(fā)，保持土壤含水量［23］，同時，通過調(diào)節(jié)大豆的密度和布局，還能夠增加玉米的產(chǎn)量［24］。如 Li等研究發(fā)現(xiàn)，玉米與蠶豆或小麥間作，增施有限的磷肥即可促進玉米增產(chǎn)25% —40%［8］。

圖1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能涵義［19］Fig.1 Values of agro-ecosystem services［19］

以往的研究主要通過土地當量比，對間套種植提高資源利用效率，提升生產(chǎn)服務(wù)功能進行評價［20-23］。土地當量比可以表示為［10］:

式中，LER表示土地當量比;Yji表示j作物在間套作農(nóng)田中的單位面積產(chǎn)量;Yjs表示j作物在單一栽培農(nóng)田中的單位面積產(chǎn)量;i表示間套作模式，s表示單一種植模式。當土地當量比大于1時，則表示間套作農(nóng)田比單一栽培農(nóng)田生產(chǎn)率高;相反土地當量比小于1則表明比單一栽培農(nóng)田生產(chǎn)率低［10］。絕大多數(shù)的研究表明合理的間作套種土地當量比均大于1，表明間套作種植能夠提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能。根據(jù)現(xiàn)有的報道，LER大多在1.02—1.82之間，但也有報道稱，不合理的間套作土地當量比則會小于1(表1)。

間套作種植模式的增產(chǎn)作用首先可通過種內(nèi)和種間關(guān)系進行解釋，作物在生長空間和時間上的差異和互補，使作物更充分地利用和吸收光照、水分和養(yǎng)分等生長所必須的資源，并轉(zhuǎn)化成自身的光合物質(zhì)［22］。已有報道，間套種植由于作物對光照的競爭而形成適宜其光截獲的冠層結(jié)構(gòu)［25-26］;由于對地下水分和營養(yǎng)的競爭，導(dǎo)致兩作物根系的分布呈明顯的“偏態(tài)”不均衡分布［27］，共生物種根系的差異性分布從而形成了適宜吸收營養(yǎng)元素和水分的獨特根系分布群［28-29］。但也有報道稱，不合理的間套作會造成共生作物對資源的競爭加劇，從而降低作物單位面積的物質(zhì)產(chǎn)出［30］。合理的時間、空間和物種搭配是間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)產(chǎn)出服務(wù)功能提升的前提。

2 改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境條件

許多研究表明，間套作種植在改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境方面具有重要的意義，主要表現(xiàn)為:通過提高養(yǎng)分的利用效率和改善土壤質(zhì)地，減少化學(xué)肥料投入;通過減少病蟲草害的發(fā)生，降低除草劑、殺蟲劑和殺菌劑的應(yīng)用;此外，間套作種植還能夠在控制有害重金屬和有機污染物方面發(fā)揮重要作用。

2.1 維持土壤肥力，提高養(yǎng)分利用效率

間套作種植能夠提高作物對養(yǎng)分的吸收和利用效率。小麥與玉米間套種植可提高小麥對N、P和K的吸收和利用，從而可使小麥產(chǎn)量提升40%—70%［43］。間套作種植提高養(yǎng)分吸收利用率主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1)改善農(nóng)田土壤物理性狀，促進植物根系發(fā)育，如Latif等對豆科植物和玉米間套作的研究表明，豆科植物的引入能夠降低土壤容重和通透阻力，促進間套作系統(tǒng)根系的生長發(fā)育［28］。2)改善土壤化學(xué)性質(zhì)［44］，提高微生物活性和土壤有效氮含量［45］，改變農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤的 N、P等營養(yǎng)元素在土壤中的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移［43，46-47］，從而提高肥料的吸收和利用效率。3)豆類植物根系分泌物還可以酸化根際土壤，促進難溶性土壤磷的活化及玉米對磷的吸收利用［8］。4)間套作農(nóng)田土壤氮素的淋溶和揮發(fā)等流失會適當?shù)慕档停?3，48］，這也能夠使土壤系統(tǒng)內(nèi)更多的氮素被有效利用。5)豆科植物與固氮微生物形成根瘤共生體進行固氮作用也能夠有效提高系統(tǒng)內(nèi)的氮素含量［45］。

表1 不同間套作種植土地當量比［10，22，30-42］Table 1 Land Equivalent Ratio in different intercropping systems［10，22，30-42］

間套種植提高養(yǎng)分利用效率，維持土壤肥力的理論基礎(chǔ)為種間作用關(guān)系理論。首先，共生物種的協(xié)作效應(yīng)大于競爭效應(yīng)可促進共生作物對資源的高效利用;其次，共生作物復(fù)雜的種間相互作用使土壤理化性質(zhì)和微生物活性發(fā)生改變，營造了更有利于其生長發(fā)育的環(huán)境，從而引起作物對營養(yǎng)元素的高效吸收和利用。間套種植系統(tǒng)內(nèi)豆科作物的固氮作用也是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提高養(yǎng)分利用率和維持土壤肥力的重要途徑。養(yǎng)分利用率的提高和土壤肥力的維持還可降低農(nóng)田化學(xué)肥料的投入，從而減緩由于化肥施用所帶來的環(huán)境污染，有利于資源的持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 減輕雜草和病蟲害發(fā)生

間套作種植能夠有效降低農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)病蟲草害的發(fā)生。農(nóng)田生物多樣性的增加，有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過系統(tǒng)內(nèi)生物間的相互作用，使嚴重病蟲草害爆發(fā)的可能性明顯降低［4］。有研究表明，間套作農(nóng)田里具有數(shù)量較高的害蟲天敵，能夠有效的控制害蟲的數(shù)量及其對作物的危害，從而減少殺蟲劑的使用［9］。如Risch對已發(fā)表的150篇大田實驗結(jié)果進行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，所涉及到的198種作物害蟲豐富度在間套作系統(tǒng)的表現(xiàn)為:其中的53%下降，18%呈上升趨勢，9%無顯著變化，20%表現(xiàn)為不確定［49］。間套作對害蟲的控制機制主要表現(xiàn)在兩個方面(圖2):首先，間套作改變了寄主植物的鄰居和小氣候環(huán)境，如間套作系統(tǒng)內(nèi)部溫度降低、濕度增大、光照下降將直接影響到害蟲的生長發(fā)育［50］。再者，間套作增加了害蟲的天敵數(shù)量，如大豆、豌豆和豇豆等豆類與玉米間作套種能夠顯著降低花薊馬、黑蚜、白蟻等害蟲的密度及其對豆類及玉米的危害，這主要就是由間套作增加了害蟲的天敵數(shù)量所引起［51］。

間套作對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)病害的發(fā)生和傳播的控制也有較多的報道［16，52］。Zhu等的研究表明，易發(fā)病水稻品種與抗病性品種間作套種，則易發(fā)病水稻枯萎病發(fā)病率可下降94%，作物產(chǎn)量提高89%［16］。小麥與天藍苜?；扉g作能夠降低全蝕病對小麥的影響;黑麥與小麥間作或大麥與燕麥混間作都能夠降低葉片真菌病菌的發(fā)生［53］。與單一栽培相比，豆類和玉米混種或行間作均能夠有效的降低白葉枯病和銹病的發(fā)生，兩種間套作分別能夠降低白葉枯病23%和5%，銹病51%和25%［54］。Vieira等對菜豆與玉米間套種的研究也發(fā)現(xiàn)，間套種可以減輕葉斑病和炭疽病的發(fā)生［52］。間作套作控制病害發(fā)生主要是因為不同的病原體及有害物質(zhì)有其特定的寄主，對不同遺傳特征的寄主有其不同的適應(yīng)性，因此多種作物混合種植能夠提供多重功能，限制病原體和有害物質(zhì)的迅速傳播和繁殖，另外，間套作小氣候環(huán)境的改變也將直接影響到作物病害的發(fā)生(圖2)。

控制雜草也是間套作種植的一個重要生態(tài)效應(yīng)。Abraham和Singh對高粱與豇豆間套種的研究表明，與單一種植相比，高粱和豌豆間套作能夠截獲更多的光資源及N、P、K營養(yǎng)元素從而降低了雜草的密度和干物質(zhì)量［55］;甘薯與玉米間套作，施肥能夠顯著的提高作物的葉面積指數(shù)、光截獲量和營養(yǎng)元素的吸收量，從而抑制了雜草的生長［56］;Saucke和Ackermann對豌豆和亞麻間套作的研究也表明，混間作與單作相比農(nóng)田雜草蓋度降低了52%—63%［17］;單行或雙行高粱、大豆間套作能夠有效的降低香附子密度(79%—96%)和生物量(71%—97%)［57］。最近的報道表明，玉米和豆類間套作與玉米單一種植相比能夠有效降低雜草豐富度，這主要是由間套作種植系統(tǒng)中雜草可利用光資源顯著降低所引起的［58］。間套作對雜草的控制可以通過兩個方面來進行解釋(圖2)，一是與雜草競爭資源，包括對光照和養(yǎng)分的競爭，從而限制了雜草的生長和繁殖;二是通過作物自身的化感作用營造不利于雜草生長繁殖的環(huán)境［59］。

圖2 間套作控制病蟲草害示意圖Fig.2 Schematic diagram of pests，diseases and weeds control of intercropping

2.3 控制有害污染物

在重金屬污染農(nóng)田中，通過重金屬富集植物與非重金屬富集作物間套種植可有效減少重金屬在作物中的積累，減少對人體的危害，還可以通過非食用植物對重金屬的富集降低農(nóng)田中的重金屬含量［60］。Gove等的報導(dǎo)，Zn超富集植物遏藍菜與大麥間作，減少了大麥對Zn的吸收，同時降低了土壤中Zn的含量［61］。不同作物種植在一起會提高作物對重金屬的吸收，例如豌豆和大麥間套作種植，豌豆地上部的Cu、Pb、Zn、Cd和Fe濃度是分別是單作的1.5、1.8、1.4、1.4 和1.3 倍［62］;花生或鷹嘴豆與玉米、小麥間套作能加強雙子葉植物對鐵和鋅的吸收，并提高種子中的鐵、鋅濃度［63］。重金屬在作物中的積累將可能影響其品質(zhì)，甚至危害人身健康，因此在選擇間套作種植進行重金屬污染土壤修復(fù)的研究中應(yīng)當選擇合適的植物進行搭配，所選植物種類盡可能即可提高超富集植物對重金屬的吸收，又能夠降低與之間作的農(nóng)作物重金屬含量。

間套作種植還能夠促進農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有機污染物的降解，玉米、三葉草、黑麥草混作栽培能夠顯著提高菲和芘的降解，其中玉米與黑麥草混作效果最好，60 d后98.2%菲和95.8%芘被去除［64］。南瓜、大豆、南瓜相互間作對土壤多氯聯(lián)苯降解影響的研究表明，與單作相比，間作對多氯聯(lián)苯的去除率提高了1.4%—13.5%［65］。其原因可能在于間套作系統(tǒng)能改變根際微環(huán)境的理化性質(zhì)和生物學(xué)特性，特別是能通過根系分泌物和其他根際過程，從而改變根際微生物的種類和數(shù)量，改變根際土壤酶的活性和植物生長的營養(yǎng)條件［8，66］，最終影響了有機污染物的根際降解和植物吸收。但其具體機理還有待于深入的研究。

3 提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

水土保持和生物多樣性保護是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)揮的重要表現(xiàn)，研究表明，間套作種植可通過擴大農(nóng)田地表植被覆蓋和土壤根系分布減少農(nóng)田水土流失的發(fā)生，可通過作物多樣性的提高營造適宜更多昆蟲和土壤生物生活的生境，從而保護更多的生物多樣性。

3.1 水土保持服務(wù)功能提升

水土流失包括水蝕和風(fēng)蝕，是指在水、重力、風(fēng)等外力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失［67］。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是水土流失最為嚴重的生態(tài)系統(tǒng)類型。據(jù)統(tǒng)計，全球每年約有7.5×1011t肥沃土壤從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)流失［68］。因此，如何降低農(nóng)田(特別是丘陵旱地)土壤侵蝕是農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的最為關(guān)鍵的環(huán)境問題之一，也是當前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。

研究表明，與豆科植物間套作能夠有效地減少地表徑流，控制水土流失，保障農(nóng)田生產(chǎn)力［9，69］。Zougmore等對高粱和豇豆間套種植的研究表明，與單一種植相比，間作套種可減少20%—55%的水土流失［70］。間套種植配合秸稈還田、作物殘體覆蓋，則能夠更有效地減少地表徑流和表層土壤流失，流失率減少達94%［71］。Ali等對豆科植物間套作與單一種植進行對比研究也發(fā)現(xiàn)，間套作能夠降低地表徑流，減少土壤、有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的損失，土壤流失量與有機質(zhì)和營養(yǎng)元素的損失呈顯著的正相關(guān)關(guān)系［72］。Chen等對中國北方多風(fēng)區(qū)農(nóng)田的研究發(fā)現(xiàn)，合理的小麥和土豆間作套種可有效地控制風(fēng)蝕和土壤流失［73］。帶狀間套種植也已被該區(qū)域作為控制水土流失的有效措施［74］。間套作種植提升農(nóng)田水土保持服務(wù)功能的機制在于擴大了農(nóng)田地表的植被覆蓋和土壤根系在土壤中的分布范圍，地表植被覆蓋的增加可有效地削弱風(fēng)雨對土壤的沖擊力，從減少土壤和營養(yǎng)的流失;根系分布范圍的擴大能夠提升根系對土壤的固持作用，從而減輕坡地土壤的水土流失。

3.2 生物多樣性保護加強

生物多樣性是指生命有機體及其借以生存的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性，主要包括:遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性［75］。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為人類干擾最為嚴重的生態(tài)系統(tǒng)類型，其生物多樣性主要表現(xiàn)為種植作物及多種動物、植物和微生物的多樣性［76］。在過去的幾十年里，世界范圍內(nèi)的生物多樣性喪失呈現(xiàn)出空前水平，農(nóng)業(yè)活動是造成生物多樣性喪失的一個重要驅(qū)動因素［6，77］，如何通過栽培措施保持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性面臨著巨大的挑戰(zhàn)［76］。

研究表明，通過同一作物的不同基因型搭配種植［16］或不同功能型作物間套種植［78］可有效提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。與單一栽培相比，間套作能夠提高作物根際微生物的多樣性［45］和土壤動物多樣性［78］。Schmidt和Curry對小麥與三葉草間作農(nóng)田土壤蚯蚓數(shù)量進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，間作農(nóng)田土壤單位面積蚯蚓數(shù)量是單一種植土壤的3.6倍［79］。Jones和Sieving的研究表明，與單一栽培相比，間套作農(nóng)田食蟲鳥類顯著增加，有利于控制農(nóng)田蟲害的發(fā)生［80］。另外，作物間作套種也能夠提高傳粉昆蟲多樣性的增加，提高作物授粉比率，從而有利于作物產(chǎn)量的形成［81］。間套種植保護生物多樣性的機制在于作物多樣性的提高營造了適宜更多昆蟲和土壤生物生活的生境［78］，直接促進了生物多樣性的提升。另外，土壤肥力自我調(diào)節(jié)的加強［45］，營養(yǎng)物質(zhì)流失的降低［47］及有害物質(zhì)(殺蟲劑和除草劑)的降低［16，82］間接地提升了農(nóng)田生物多樣性，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的提高，對于生物多樣性保護具有重要意義。

4 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多服務(wù)功能的間套作評價理論框架及指標

4.1 理論框架的構(gòu)建

在綜述間套作對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提升和貢獻的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多服務(wù)功能的間套作評價指標體系及理論框架。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價指標主要涉及物質(zhì)生產(chǎn)、土壤肥力維持、病蟲害控制、生物多樣性保護、水土保持和有害污染物控制等6個。對間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)進行多服務(wù)功能評價時，首先將單作時的各個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能都標準化為100%，與之相比，間套作時的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功或高于100%或低于100%(圖3)。

4.2 間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的量化與標準化

參考土地當量比的方法，設(shè)計了各個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在間套作和單作間的比較方法。具體量化方法為:(1)物質(zhì)生產(chǎn)功能的量化值以土地當量比(LER)進行表示［10］;(2)土壤肥力維持和生物多樣性保護功能的量化值分別以間套作土壤可利用營養(yǎng)元素含量和農(nóng)田生物多樣性指數(shù)與相應(yīng)作物凈作土壤的可利用營養(yǎng)元素和生物多樣性指數(shù)比值的平均值表示［45，78］。具體公式可表示為:

圖3 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的間套作評價理論框架Fig.3 Theoretical framework to evaluate the ecosystem services of intercropping cropland

式中，E'為某一功能的量化值，n為間套物種數(shù);Min分別為間套作農(nóng)田土壤可利用營養(yǎng)元素含量和生物多樣性指數(shù);Mj為j作物凈作農(nóng)田土壤可利用營養(yǎng)元素和生物多樣性指數(shù)。

(3)病蟲草害控制、水土保持和有害污染物控制的量化值則以間套作農(nóng)田病蟲草害、水土流失和有害物質(zhì)發(fā)生降低的比率加 1 進行表示［9，16，55，65，70］，具體公式為:

式中，E'為某一功能的量化值，Min為間套作農(nóng)田病蟲草害、水土流失和有害污染物發(fā)生的量;Mj為相應(yīng)j作物凈作農(nóng)田病蟲草害、水土流失和有害物質(zhì)發(fā)生的量。

將已進行量化的各服務(wù)功能結(jié)合其功能權(quán)重的大小進行標準化，最終得出間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多服務(wù)功能的綜合評價指數(shù)。綜合評價指數(shù)的公式可表示為:

其中E是綜合評價指標;E'j是間套作農(nóng)田第j功能的值;n是功能的個數(shù);wj，是第j功能的權(quán)重，取值范圍為(0，1)，且n個權(quán)重之和為1，權(quán)重的值越大則認為這個功能相對越重要。權(quán)重的值采用經(jīng)驗法或調(diào)查統(tǒng)計法確定。

5 結(jié)束語

研究表明，到2030年我國人口將達到16億，這意味著我國糧食年增長率要穩(wěn)定在580Mt左右［5］，才能滿足國家和人民的需求。然而在全球氣候變化［83］、土地、水、營養(yǎng)等資源匱乏［6］、環(huán)境污染加?。?］的影響下，糧食增產(chǎn)將面臨著巨大的挑戰(zhàn)［7］。如何在這種形式下，提高農(nóng)業(yè)資源利用率和土地產(chǎn)出率實現(xiàn)糧食增產(chǎn)，是科學(xué)家和政府共同關(guān)注的焦點問題。間套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不但具有為人類的生存與發(fā)展提供堅實物質(zhì)基礎(chǔ)和食物保障的產(chǎn)品服務(wù)功能，還具有巨大的環(huán)境服務(wù)功能價值和生態(tài)安全價值［1］，能夠在解決世界糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面做出一定的貢獻。

隨著全球變化加劇、生物多樣性喪失、環(huán)境污染嚴重及農(nóng)田土壤肥力下降等一系列生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，間套作種植在溫室氣體調(diào)節(jié)、碳固持和水循環(huán)調(diào)節(jié)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究及套作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展及其對全球變化響應(yīng)方面的研究都有待加強。

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