稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響研究進(jìn)展

李文博，劉少君，葉新新，郜紅建

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)田生態(tài)保育與污染防控安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230036)

農(nóng)田是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，可以提供糧食生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù)等重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)也受到人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干預(yù)[1]。稻田綜合種養(yǎng)模式指利用稻田的淺水環(huán)境養(yǎng)殖魚(yú)、蝦、蟹、鴨等水產(chǎn)動(dòng)物的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式[2]。作為生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的典型模式，稻田綜合種養(yǎng)模式充分利用了稻田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分和水土資源，發(fā)揮了水稻和水產(chǎn)動(dòng)物之間的生態(tài)互惠作用，實(shí)現(xiàn)了水稻種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益上的多贏目標(biāo)[3-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年我國(guó)27個(gè)省份有稻田綜合種養(yǎng)模式，種養(yǎng)面積達(dá)2.32×106hm2[5]。

近年來(lái)，隨著稻田綜合種養(yǎng)模式的推廣，有關(guān)該模式對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響越來(lái)越受到關(guān)注。前人就稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤理化性質(zhì)、功能和生物多樣性等方面的影響開(kāi)展了大量的研究[6-7]。筆者歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外稻-魚(yú)、稻-鴨、稻-蝦、稻-蟹和稻-鱉等主要稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)農(nóng)田土壤理化性質(zhì)、土壤動(dòng)物、土壤微生物和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等方面的影響，以期為評(píng)估稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響提供科學(xué)依據(jù)。

1 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

1.1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

土壤物理性質(zhì)是反映土壤肥力的重要指標(biāo)。當(dāng)前，稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤物理性質(zhì)影響的研究主要集中在土壤容重、孔隙度、團(tuán)聚體組成等方面。與水稻單作模式相比，稻田綜合種養(yǎng)模式中動(dòng)物覓食游動(dòng)、鉆洞筑穴等行為均對(duì)土壤的物理性質(zhì)造成直接的影響，如降低土壤容重、提高土壤孔隙度和非毛管孔隙度、增加>0.25 mm團(tuán)聚體數(shù)量，從而改善土壤結(jié)構(gòu)[6-8]。然而，稻田種養(yǎng)模式對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響程度在不同深度的土層存在差異。佀國(guó)涵[9]通過(guò)10 a的定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0～40 cm土層，稻蝦共作模式可以改善土壤物理性質(zhì)，其中對(duì)0～20 cm土層土壤的影響程度要顯著大于>20～40 cm土層。在稻-鴨種養(yǎng)模式中也呈現(xiàn)類似的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期稻-鴨共作后，0～13 cm土層的土壤容重顯著降低，但對(duì)>13～20 cm土層土壤的影響較小[10]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤的作用會(huì)隨著時(shí)間的增加而趨于穩(wěn)定。隨著種養(yǎng)年限的增加，土壤容重表現(xiàn)為先緩慢降低后顯著降低，最后達(dá)到穩(wěn)定的規(guī)律，土壤毛管孔隙度和總孔隙度也表現(xiàn)出先增加后逐漸穩(wěn)定的趨勢(shì)[11]。

1.2 對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

近年來(lái)，有關(guān)稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響已經(jīng)有了一些研究[12-20](表1)。

表1 稻田綜合種養(yǎng)模式導(dǎo)致土壤化學(xué)性質(zhì)的變化Table 1 The impacts of co-culture modes of rice and aquatic animals on soil chemical properties

土壤pH值是衡量土壤質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。大多數(shù)的研究結(jié)果顯示，與水稻單作模式相比，稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤pH值的影響不大。也有研究表明，長(zhǎng)期稻-蝦種養(yǎng)會(huì)顯著提高表層土壤pH值，且pH值隨著種養(yǎng)年限的增加而緩慢增加，稻-蝦輪作23 a時(shí)可使0～20、>20～40和>40～60 cm土層土壤的pH值較水稻單作分別增加12.8%、5.8%和4.8%[11]，這可能是因?yàn)樵诘?蝦種養(yǎng)過(guò)程中常拋灑石灰粉進(jìn)行消毒，從而引起土壤pH值緩慢升高。有機(jī)質(zhì)、土壤氮磷鉀全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分均是土壤肥力水平的重要指標(biāo)。與常規(guī)稻田相比，稻田綜合種養(yǎng)模式顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量[21-22]，且表層土壤的增幅較為顯著[11]。究其原因，主要有2個(gè)方面:首先，水產(chǎn)動(dòng)物在田間的覓食減少了雜草對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，并且它們排泄的糞便還可增加土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分含量。其次，稻田綜合種養(yǎng)模式改變了施肥、灌溉、飼料投喂等農(nóng)藝措施。稻田種養(yǎng)中投喂的飼料未被動(dòng)物充分利用，殘留在土壤中，增加了土壤有機(jī)質(zhì)和其他養(yǎng)分的含量。此外，綜合種養(yǎng)模式下稻田長(zhǎng)期處于淹水狀態(tài)，會(huì)顯著增加田面水氮、磷、鉀等養(yǎng)分的含量[16,23-24]，田塊中長(zhǎng)期保留的水層能減少養(yǎng)分流失，在一定程度上也可以增加土壤肥力。然而，受短期經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)動(dòng)，農(nóng)民重水產(chǎn)輕水稻，稻田綜合種養(yǎng)模式也給土壤生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)一些潛在的危害。有研究發(fā)現(xiàn)，稻-蝦種養(yǎng)模式的土壤還原性物質(zhì)總量顯著高于水稻單作模式，長(zhǎng)期的稻-蝦種養(yǎng)模式會(huì)增加土壤潛育化風(fēng)險(xiǎn)[13,25]。此外，稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤重金屬和污染物的影響也受到廣泛關(guān)注。有研究指出，稻-蛙和稻-魚(yú)種養(yǎng)模式均會(huì)顯著增加土壤中鎘的有效性[26-27]，可能是因?yàn)閯?dòng)物在田間的擾動(dòng)會(huì)減弱土壤對(duì)鎘的吸附固定作用，同時(shí)增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，并通過(guò)絡(luò)合作用顯著增加土壤鎘的有效性。Lü等[28]發(fā)現(xiàn)，稻-魚(yú)共作田塊中微塑料的豐度普遍高于水稻單作。稻田綜合種養(yǎng)模式中微塑料的來(lái)源主要有2個(gè)方面：其一是水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中使用的漁具大多為塑料制品，由于其在水中被長(zhǎng)期浸泡、侵蝕和磨損，會(huì)產(chǎn)生大量微塑料[29]；其二是種養(yǎng)過(guò)程中投喂的飼料在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中也積累了大量的微塑料，最終被殘留在稻田中。

總的來(lái)說(shuō)，稻田綜合種養(yǎng)模式會(huì)影響稻田土壤的理化性狀，但在不同的種養(yǎng)模式、水稻種植密度、放養(yǎng)密度和飼料投喂強(qiáng)度等條件下影響程度有較大差異。例如，稻田養(yǎng)鴨可以根據(jù)水稻生育期調(diào)節(jié)田間灌溉，在中期落干稻田。而養(yǎng)殖蝦、蟹、魚(yú)等水產(chǎn)動(dòng)物通常需要保持更深的水層，且直到水稻收獲才會(huì)落干，因而會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。鴨、魚(yú)、鰍和蝦等動(dòng)物在田間活動(dòng)方式的差異也會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生不同程度的影響；適當(dāng)降低水稻的種植密度有利于動(dòng)物在田間活動(dòng)[30-31]；不同的放養(yǎng)密度和飼料投喂強(qiáng)度可能會(huì)影響動(dòng)物在田間的活動(dòng)頻率和范圍以及對(duì)田間資源的利用效率[32-33]，從而影響土壤的化學(xué)性質(zhì)。此外，有關(guān)稻田綜合種養(yǎng)對(duì)土壤水熱特征、土壤膠體組成和電化學(xué)性質(zhì)等的影響尚缺乏深入研究。

2 對(duì)土壤動(dòng)物的影響

土壤動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，參與土壤物質(zhì)能量的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能具有重要的影響[34-35]。土壤動(dòng)物按照體型大小可分為小型土壤動(dòng)物(原生動(dòng)物、線蟲(chóng)等)、中型土壤動(dòng)物(螨類、彈尾蟲(chóng)等)和大型土壤動(dòng)物(蚯蚓、馬陸等)[36]。如前文所述，稻田綜合種養(yǎng)模式能夠顯著影響土壤孔隙度、容重、有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量等，這些作用可通過(guò)改變土壤動(dòng)物的棲息地環(huán)境來(lái)影響土壤動(dòng)物的數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)。目前，關(guān)于稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤動(dòng)物影響的研究較少。劉赫群等[7]研究表明，與水稻單作相比，稻-蝦共作模式土壤中食細(xì)菌線蟲(chóng)的占比在水稻生長(zhǎng)的分蘗期、抽穗期和成熟期分別增加了26.52%、19.85%和32.65%。WAN等[37]通過(guò)4 a的定位試驗(yàn)指出，稻-魚(yú)種養(yǎng)體系中瓢蟲(chóng)和草蛉等地表捕食者的密度均高于水稻單作。然而，不同的種養(yǎng)模式也可能會(huì)對(duì)土壤動(dòng)物產(chǎn)生不利的影響。例如，NAYAK等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在稻-鴨種養(yǎng)田塊土壤中寡毛綱、蛭綱、腹足綱、線蟲(chóng)類土壤動(dòng)物豐度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能是由于鴨的主動(dòng)攝食導(dǎo)致的。但有關(guān)稻田綜合種養(yǎng)模式影響土壤動(dòng)物群落的機(jī)制及其長(zhǎng)期效應(yīng)還有待進(jìn)一步研究。

3 對(duì)土壤微生物的影響

3.1 對(duì)土壤微生物數(shù)量與活性的影響

土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最為活躍的組分，參與養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵的土壤過(guò)程，在維持土壤生態(tài)系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要作用[38-39]。稻田綜合種養(yǎng)過(guò)程中所發(fā)生的土壤理化性質(zhì)和稻田環(huán)境的改變都會(huì)對(duì)土壤微生物的數(shù)量、活性和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因此，土壤微生物也成為稻田種養(yǎng)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。大量研究表明，稻田綜合種養(yǎng)模式較常規(guī)稻作模式顯著增加了土壤微生物數(shù)量，其中土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量得到顯著提升[40-42]。土壤微生物生物量碳氮和土壤酶參與了養(yǎng)分循環(huán)和土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，是土壤微生物活性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[43]。甘德欣等[44]發(fā)現(xiàn)，在稻-鴨共作模式中土壤微生物量碳高于水稻單作模式。郭文嘯等[45]的研究顯示，與水稻單作相比，有機(jī)稻-蛙共作使土壤微生物量碳和微生物量氮含量分別增加了33.0%和20.4%。李成芳等[46]的研究結(jié)果顯示，稻-鴨和稻-魚(yú)共作顯著提高了土壤微生物氮含量及土壤脲酶、脫氫酶和蛋白酶活性。王昂等[47]的研究結(jié)果顯示，養(yǎng)蟹顯著提高了0～10 cm土層土壤脲酶和蛋白酶活性以及0～20 cm土層土壤脫氫酶活性，但是對(duì)>10～20 cm土層土壤脲酶活性、蛋白酶活性和0～20 cm土層土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響較小?？偟膩?lái)說(shuō)，稻田綜合種養(yǎng)模式能夠增加土壤微生物數(shù)量且提高了微生物活性。

3.2 對(duì)土壤微生物群落組成與多樣性的影響

土壤微生物群落是土壤生物區(qū)系中最重要的功能組分，對(duì)微環(huán)境變化非常敏感，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)變化和環(huán)境脅迫反應(yīng)強(qiáng)烈[48]，稻田綜合種養(yǎng)模式可顯著影響土壤微生物群落組成和功能多樣性[49-50]。SI等[51]的研究結(jié)果顯示，與水稻單作相比，稻-蝦共作模式增加了0～10 cm土層土壤放線菌數(shù)量，但真菌/細(xì)菌比值減??；提高了>20～30 cm土層土壤革蘭氏陰性細(xì)菌、好氧細(xì)菌和叢枝菌根真菌數(shù)量；增加了>30～40 cm土層土壤總細(xì)菌數(shù)、革蘭氏陰性細(xì)菌、真菌、好氧細(xì)菌和叢枝菌根真菌數(shù)量。主成分分析顯示，稻-蝦共作模式顯著影響了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。在不同分類水平上，微生物對(duì)稻田綜合種養(yǎng)模式的響應(yīng)也存在差異。羅衡等[52]發(fā)現(xiàn)，與水稻單作相比，稻-鱉種養(yǎng)模式下稻田表層土壤中綠彎菌門、硝化螺旋菌門和酸桿菌門的相對(duì)豐度增加，變形菌門和擬桿菌門的相對(duì)豐度減少。王蓉等[53]發(fā)現(xiàn)，稻-蝦共作模式顯著增加了土壤氨氧化細(xì)菌和古菌的豐度，顯著影響屬水平上的群落結(jié)構(gòu)。廖詠梅等[54]比較了常規(guī)水稻種植和稻-鴨共育模式下水稻根際土壤中真菌的群落結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，2種模式在門水平上真菌的優(yōu)勢(shì)種群相同，但稻-鴨共育模式中優(yōu)勢(shì)門的相對(duì)豐度是常規(guī)水稻種植模式的2.21倍，在屬水平上真菌豐度也呈現(xiàn)顯著差異。稻田綜合種養(yǎng)模式可以通過(guò)改變土壤環(huán)境條件直接影響土壤微生物多樣性，佀國(guó)涵等[12]的研究表明，相較于水稻單作模式，在0～25 cm土層中稻-蝦共作模式的土壤微生物群落McIntosh指數(shù)顯著增加，且其微生物對(duì)胺類和酸類的利用率顯著提高；在>25～50 cm土層，稻-蝦共作模式的土壤微生物群落Shannon指數(shù)和McIntosh指數(shù)均顯著高于水稻單作模式，土壤微生物對(duì)糖類、醇類和酸類的利用率較水稻單作模式顯著提高。此外，稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)微生物群落多樣性的提升效果會(huì)隨著種養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而愈發(fā)明顯。張軍等[10]比較了3 a轉(zhuǎn)型期稻-鴨共作模式與12 a有機(jī)稻-鴨共作模式的土壤細(xì)菌群落多樣性的差異，發(fā)現(xiàn)12 a有機(jī)稻-鴨共作模式顯著提高了土壤細(xì)菌群落的多樣性。

4 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)與文化服務(wù)4類[55]，主要包括食物和原料供給、生物多樣性保持、水資源與氣候調(diào)節(jié)、物質(zhì)儲(chǔ)存循環(huán)轉(zhuǎn)化和自然文化景觀保存等服務(wù)[56]。農(nóng)田土壤的利用和管理方式、土壤性質(zhì)及其相互作用均會(huì)影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[57]。作為一種復(fù)合生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，稻田綜合種養(yǎng)模式能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的多功能協(xié)調(diào)，更好地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[58]。該文主要總結(jié)了稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食供給、氣候調(diào)節(jié)和文化服務(wù)等方面的影響。

4.1 對(duì)土壤維持糧食供給功能的影響

糧食供給是稻田最重要和最基本的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能之一。已有研究表明，與水稻單作相比，稻田綜合種養(yǎng)模式的水稻產(chǎn)量穩(wěn)定甚至有增加的趨勢(shì)[17,59-61]。REN等[62]利用整合分析的方法發(fā)現(xiàn)，與水稻單作相比，稻-魚(yú)共作模式對(duì)水稻產(chǎn)量表現(xiàn)出顯著的正效應(yīng)。XIE等[63]研究結(jié)果顯示，稻-魚(yú)共作模式較水稻單作更能保持水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定，且具有更好的時(shí)間持續(xù)性。HU等[64]的結(jié)果表明，將稻-魚(yú)、稻-蟹、稻-蝦、稻-鰍、稻-鱉等不同稻田綜合種養(yǎng)模式中水產(chǎn)動(dòng)物的產(chǎn)量控制在一定的閾值之內(nèi)，即可維持稻田綜合種養(yǎng)模式中的水稻產(chǎn)量。然而，也有研究得到相反的結(jié)果[65-66]，這可能是與不同研究的試驗(yàn)條件和田間管理措施等不同有關(guān)。為維持稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)糧食的供給能力，對(duì)其田間管理方式的研究應(yīng)引起重視。

4.2 對(duì)土壤溫室氣體排放的影響

農(nóng)田土壤是主要的溫室氣體排放來(lái)源之一，稻田綜合種養(yǎng)模式中水產(chǎn)動(dòng)物活動(dòng)和農(nóng)藝措施改變了土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)特征，從而對(duì)土壤溫室氣體排放產(chǎn)生影響。關(guān)于稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤CH4和N2O排放影響的結(jié)論不一，這可能與水產(chǎn)動(dòng)物種類、放養(yǎng)密度和田間管理措施不同有關(guān)。大多數(shù)的研究認(rèn)為，稻田綜合種養(yǎng)模式能夠減少土壤CH4的排放[67-69]，ZHAN等[70]和XU等[71]的研究表明，與水稻單作相比，稻-鴨共作模式土壤CH4排放分別減少了19.4%和12.8%。關(guān)于稻田綜合種養(yǎng)模式減少土壤CH4排放的機(jī)制，目前認(rèn)為主要和水產(chǎn)動(dòng)物在田間游動(dòng)、踩踏和覓食等活動(dòng)使水體和土壤溶解氧增加，改善了土壤的氧化還原狀況，加快了CH4的再氧化，從而減少CH4的排放有關(guān)[70-72]。但是，F(xiàn)REI等[73]和BHATTACHARYYA等[74]均發(fā)現(xiàn)稻田養(yǎng)魚(yú)后增加了土壤CH4的排放，魚(yú)的活動(dòng)釋放了土壤表層和根系中的CH4，同時(shí)消耗了水中的氧氣，降低了土壤氧化還原電位，導(dǎo)致土壤CH4排放增加。李成芳等[75]和展茗等[76]的研究表明，與水稻單作相比，稻-鴨共作模式使土壤N2O排放分別提高了6.7%和10%，可能是因?yàn)轼喿釉谔镏袛_動(dòng)水體和土壤，使其溶解氧增加，改善了土壤氧化還原電位，促進(jìn)N2O的排放。此外，鴨子的糞便和投喂的飼料增加了土壤NO3-含量，促進(jìn)反硝化作用，產(chǎn)生N2O。而DATTA等[77]、袁偉玲等[78]和LIU等[79]的研究表明，在稻田中引入魚(yú)和蟹后，土壤N2O排放顯著降低，可能是因?yàn)樗a(chǎn)動(dòng)物的活動(dòng)擾動(dòng)土壤使水體渾濁，阻礙了藻類光合作用產(chǎn)生氧氣，同時(shí)動(dòng)物消耗了水中溶解氧，提高了稻田水-土界面的還原狀況，減少了N2O的產(chǎn)生。

4.3 對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)功能的影響

生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)主要指文明遺產(chǎn)保存、土壤景觀、文化旅游教育等功能[80]。稻田綜合種養(yǎng)模式的發(fā)展促進(jìn)了稻田生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)功能的開(kāi)發(fā)和保護(hù)。2020年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織發(fā)起了全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)(GIAHS)保護(hù)項(xiàng)目，旨在確定、支持和保護(hù)全球受到威脅的、重要的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、知識(shí)體系和文化[81]。中國(guó)青田的稻-魚(yú)共生系統(tǒng)和侗鄉(xiāng)稻-魚(yú)-鴨系統(tǒng)先后入選該項(xiàng)目，推動(dòng)了系統(tǒng)性農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)的發(fā)掘、保護(hù)、利用與傳承[82]。稻田綜合種養(yǎng)模式獨(dú)特的土地利用方式和農(nóng)業(yè)景觀還會(huì)帶來(lái)豐富的旅游資源。孫業(yè)紅等[83]分析了青田稻-魚(yú)共生系統(tǒng)的旅游開(kāi)發(fā)潛力，認(rèn)為稻-魚(yú)共生系統(tǒng)具有巨大的研學(xué)價(jià)值和民俗文化魅力。稻田綜合種養(yǎng)模式不僅在長(zhǎng)期的發(fā)展中積淀了深厚的歷史文化內(nèi)涵，還衍生出與系統(tǒng)密切相關(guān)的宗教禮儀、民間文藝和飲食文化等[84]，均發(fā)揮了重要的文化服務(wù)功能。生態(tài)系統(tǒng)的文化服務(wù)具有無(wú)形性，如何定量評(píng)估其文化服務(wù)價(jià)值具有重要的意義[85-86]，然而，當(dāng)前關(guān)于稻田綜合種養(yǎng)模式的生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價(jià)值的定量評(píng)估研究還很缺乏。

5 總結(jié)與展望

作為一種重要的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，稻田綜合種養(yǎng)模式發(fā)揮著良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，其對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響引起了越來(lái)越多的關(guān)注。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究：

(1)加強(qiáng)長(zhǎng)期稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)的影響研究。目前有關(guān)稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤性質(zhì)的影響研究多集中土壤物理性狀和土壤肥力等方面，對(duì)土壤水熱特征、電化學(xué)性質(zhì)、土壤動(dòng)物生理和行為變化等的研究不多，對(duì)土壤微生物的研究多停留在門水平，沒(méi)有進(jìn)一步深入分類。此外，值得注意的是，當(dāng)前大多數(shù)研究都是1 a或者2 a的短期研究，而有關(guān)長(zhǎng)期稻田綜合種養(yǎng)中土壤生態(tài)系統(tǒng)變化特征的研究較少；多數(shù)研究采集特定區(qū)域的土壤進(jìn)行調(diào)查分析，無(wú)法解決影響因素單一的局限，結(jié)果具有一定的不確定性。為評(píng)估稻田綜合種養(yǎng)模式的長(zhǎng)期效應(yīng)，應(yīng)建立長(zhǎng)期的定位試驗(yàn)點(diǎn)，跟蹤監(jiān)測(cè)稻田綜合種養(yǎng)模式下土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律，揭示稻田綜合種養(yǎng)模式對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。

(2)闡明不同稻田綜合種養(yǎng)模式下土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量和信息流等過(guò)程以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的差異及其作用機(jī)制。稻田綜合種養(yǎng)模式包括稻-魚(yú)、稻-蝦、稻-鱉和稻-鴨等多種模式，不同模式中水產(chǎn)動(dòng)物的活動(dòng)、攝食和生長(zhǎng)習(xí)性不同，農(nóng)藝措施也有較大差異，會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)以及土壤物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞等過(guò)程產(chǎn)生影響，從而改變土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮。因此，未來(lái)需要進(jìn)一步明確不同稻田綜合種養(yǎng)模式下土壤生態(tài)系統(tǒng)變化的影響因素和作用機(jī)制，針對(duì)不同種養(yǎng)模式進(jìn)行系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田光、熱、水、土等資源的可持續(xù)利用。

(3)集成應(yīng)用科學(xué)合理的稻田綜合種養(yǎng)模式。關(guān)于稻田綜合種養(yǎng)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)影響的理論研究較多，未來(lái)應(yīng)該將這些理論應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在提高稻田種養(yǎng)效益的同時(shí)降低對(duì)土壤的潛在危害，提升土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。應(yīng)系統(tǒng)集成和示范推廣生態(tài)效益好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)模式，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。