洱海流域不同種植模式稻田生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

普燕爽，陳建軍，祖艷群，劉淑艷，張克強，李元*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，云南省農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制與生態(tài)修復工程實驗室，昆明 650201；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大理農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測實驗站，云南 大理 671004）

1991 年，生物多樣性定量研究會議使生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其價值評估研究成為學者關注的熱點。COSTANZA 等[1]對整個生物圈的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的貨幣化估值，成為生態(tài)系統(tǒng)價值評估研究發(fā)展中的一個重要里程碑。20 世紀90 年代以來，生態(tài)系統(tǒng)評估研究主要圍繞全球或區(qū)域尺度、流域尺度、單個生態(tài)系統(tǒng)以及物種和生物多樣性保護[2]4 個方面展開。不同類型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價值不同，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務功能既復雜又特殊[3]。我國生態(tài)系統(tǒng)服務價值的評估標準或指標體系主要有三套，分別為COSTANZA 等[1]、MA（聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估）[4]和謝高地等[5]的分類方法。整體來看，三種分類方法均包括了食物、工業(yè)原材料等產(chǎn)品的供給服務，水、氣候、氣溫等的調(diào)節(jié)服務，文化、美學、教育等的文化服務以及營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生物多樣性維持的支持服務，三種服務功能分類可看作是MA 分類的細化。生態(tài)系統(tǒng)服務價值評價方法主要有功能價值法和當量因子法，其中功能價值法包括市場價值法、替代市場法和模擬市場評估法[6-9]。在2003 年之前，我國對生態(tài)系統(tǒng)價值的評估主要集中在對森林[10-12]、濕地[13]、景觀[14]、河流[15-16]生態(tài)系統(tǒng)的研究，特別是針對森林生態(tài)系統(tǒng)的價值評估研究最多，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)價值評估方面的內(nèi)容鮮有報道。趙榮欽等[17]在2003 年首次對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行界定和分類。隨后，我國主要對不同區(qū)域或特定區(qū)域的不同時段的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務價值展開研究[18-20]。

已有的稻田生態(tài)系統(tǒng)價值評估存在以下不足：①評價指標和評價體系的構(gòu)建沒有針對性；②在評價指標數(shù)據(jù)的選擇上，大多是根據(jù)年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式進行計算，沒有進行田間試驗測定；③評價體系較為單一，對不同施肥和種植模式稻田的生態(tài)系統(tǒng)價值評價較少。本研究結(jié)合大理洱海流域農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況，對比分析奶牛糞便配施化肥的施肥方式和水稻與牧草輪作的種植模式與常規(guī)種植模式下稻田生態(tài)系統(tǒng)服務的功能價值。在已有的自然生態(tài)系統(tǒng)價值評估方法的基礎上，結(jié)合田間試驗對該模式農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)功能、氣體調(diào)節(jié)功能、消納廢棄物功能、水質(zhì)凈化功能、土壤有機質(zhì)累積功能、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)功能、維持生物多樣性功能、提供美學景觀功能價值進行估算，以更直觀的方式表達該模式的優(yōu)勢，以期改革稻田耕作制度，為我國稻田生態(tài)補償機制的建立提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況

試驗田位于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大理農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測實驗站（25°50′N，100°07′E）。該區(qū)域季風氣候明顯，干濕季分明，海拔1 900 m，降雨主要集中在5—10月，2019 年稻季（6—10 月）總降雨量為466.2 mm，平均氣溫在21 ℃左右，年日照時數(shù)為1 663 h，平均相對濕度為79.22%，風向主要為西南風，平均風速0.57 m·s-1。供試土壤為潛育型水稻土。

1.2 試驗設計

于2019 年6 月3 日至2020 年5 月12 日開展田間小區(qū)試驗，共設水稻-黑麥草（Y-OL）、水稻-紫花苕（Y-OV）、水稻-冬閑（Y-ON）3 種輪作模式，施肥方式為優(yōu)化施肥，并以常規(guī)施肥-冬閑（C-ON）模式作為對照，每種處理設置3 個重復，各處理隨機分布，各試驗小區(qū)面積為30 m（26 m×5 m）。水稻季于2019 年6月3 日至10 月5 日，水稻種植及稻田理化性質(zhì)基本情況見課題組前期已發(fā)表的文獻[21]。牧草季于2019 年10 月23 日至2020 年5 月12 日，牧草季牧草每次刈割后施大理當?shù)嘏＜S漿約40 m3·hm-2，不施化肥。黑麥草和紫花苕2019年10月23日播種，2020年5月12日收割。

1.3 樣品采集及指標測定

水稻季水樣采集及測定方式與課題組前期已發(fā)表的文獻[21]相同。

土壤樣品采集：于水稻收割和牧草刈割后在試驗田中采用棋盤法選取5 個采樣點用土鉆采集0～20 cm 土壤樣品，風干、過篩、備用。測定土壤有機質(zhì)（SOM）、總氮（TN）、總磷（TP）、總鉀（TK）、堿解氮、有效磷、速效鉀。

植物樣品采集：①水稻：于水稻收獲期進行一次性采收，產(chǎn)量使用1 m×1 m的樣方采樣，分別測定籽粒和莖葉的曬干產(chǎn)量，與此同時，在小區(qū)的非邊緣位置采集3 株帶根的水稻植株，并將其根、莖葉、籽粒各部分分別混合、烘干、磨碎，測定其TN、TP、TK 含量。②牧草：紫花苕于生長旺盛期進行第一次刈割，于水稻種植前進行第二次刈割，同時對黑麥草進行刈割。牧草產(chǎn)量使用1 m×1 m 的樣方采樣，測算牧草鮮產(chǎn)量。將適量牧草帶回實驗室烘干，計算含水率。將烘干牧草磨碎過篩，測定TN、TP、TK含量。

土壤和植物樣品測定方法均參照《土壤農(nóng)化分析》第三版。

1.4 生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

采用Excel 2010整理試驗數(shù)據(jù)，采用SPSS 21.0進行差異性統(tǒng)計分析（α=0.05）。

1.4.1 農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)功能是其最基本的功能。水稻-牧草輪作系統(tǒng)中，稻谷、秸稈、牧草均有明確的市場價格，可進行市場交換。采用市場價值法，估算農(nóng)產(chǎn)品服務價值[7]。其計算公式：

式中：V1表示農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值，元·hm-2；Lr表示農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，kg·hm-2；Tr表示對應農(nóng)產(chǎn)品的當?shù)厥袌鰞r格。通過當?shù)厥袌稣{(diào)查得知，稻谷的價格為5 元·kg-1，秸稈的價格為0.5 元·kg-1，紫花苕價格為3 元·kg-（1該部分價格由大理實驗站提供），因紫花苕和黑麥草綜合價值評價為同一等級[22]，因此黑麥草價格取值與紫花苕一致。

1.4.2 氣體調(diào)節(jié)價值

植物在生長過程中的氣體調(diào)節(jié)價值包括固定CO2、釋放O2以及吸收有害氣體（粉塵、SO2、NOx）的服務價值。本研究采用影子價格法，參照薛寶林等[6]的方法來計算稻田系統(tǒng)固氮釋氧的價值，采用機會成本法計算農(nóng)田作物吸收有害氣體的價值。具體計算方法及參數(shù)如下。

（1）作物固定CO2的價值計算公式：

式中：V21表示固定CO2的價值，元·hm-2；L為作物產(chǎn)量，kg·hm-2；CTS為瑞典碳稅率（950 元·t-1）；CZL為我國造林成本（260.90 元·t-1，以C計）。

（2）作物釋放O2的價值計算公式：

式中：V22表示釋放O2的價值，元·hm-2；L為作物產(chǎn)量，kg·hm-2；CGYO為制氧工藝成本（400 元·t-1,以O2計）；CZ-LO為造林成本（352.93 元·t-1，以O2計）。

（3）不同植被類型吸收有害氣體的價值不同[23]，具體計算公式：

式中：V23表示吸收有害氣體的價值，元·hm-2；Dd、Ds、Dn分別表示單位面積農(nóng)田吸收粉塵、SO2、NOx的基本通量，其中Dd為33.2 kg·hm-2，Ds為45 kg·hm-2，Dn為33.3 kg·hm-2；Cd、Cs、Cn分別表示消減和凈化粉塵、SO2、NOx的成本，其中Cd為0.17 元·kg-1，Cs、Cn均為0.6元·kg-1；Ir、Im為水稻和牧草的修正系數(shù)[8，24]。

1.4.3 消納廢棄物價值

洱海流域奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，大量牛糞得不到合理利用和處置，牛糞合理還田可減少因畜禽糞便隨意處置而帶來的環(huán)境污染。本研究采用治理費用法對農(nóng)田消納廢棄物的價值進行估算[8]，其計算公式：

式中：V3表示消納廢棄物的價值，元·hm-2；EP為作物單位面積畜禽糞便施入量，kg·hm-2；Cf為糞便處理平均成本，本研究取0.48 元·kg-（1由牛糞制成有機肥的成本算得）。

1.4.4 水質(zhì)凈化價值

施肥方式和輪作模式會影響稻田下滲水水質(zhì)，從而對稻田氮磷流失和水污染產(chǎn)生影響。本研究采用不同植被吸收有害氣體的校正系數(shù)法對不同處理模式凈化污水的效果進行系數(shù)校正，根據(jù)普燕爽等[21]的研究中不同處理模式的下滲水TN時間間隔加權(quán)平均濃度進行校正。具體計算公式：

式中：V4表示水質(zhì)凈化價值，元·hm-2；Q為稻田滲水量，m3·hm-2；T為不同處理污水處理量修正系數(shù)，Cw為污水處理成本，0.55 元·m-3[25]。其中，滲水量（m3）＝滲水速度（mm·d-1）×面積（m2）×浸沒天數(shù)（d）×10-3。

1.4.5 土壤有機質(zhì)累積價值

有機肥與化肥配施可加速土壤有機質(zhì)的累積[26]，改善土壤質(zhì)量，減少化肥施入帶來的環(huán)境污染風險。本研究采用機會成本法對土壤有機質(zhì)積累的價值進行計算[24，27]，具體公式：

式中：V5表示土壤有機質(zhì)積累價值，元·hm-2；S為作物種植面積，hm2；T為耕層厚度（0.2 m）；q為土壤容重（1 250 kg·m-3）[28]；OM為土壤有機質(zhì)含量，g·kg-1；CSOM為土壤有機質(zhì)價格（0.051 3 元·kg-1）[24]。

1.4.6 營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值

作物還田后可作為養(yǎng)分輸入到土壤中，從而減少化學肥料的施用。水稻-牧草輪作系統(tǒng)，根據(jù)測定出的植物體內(nèi)N、P、K 含量，采用影子價格法計算系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值。具體計算公式：

式中：V6表示營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值，元·hm-2；Lr為各作物產(chǎn)量，kg·hm-2；CN為各類型作物N 的百分比；CP為各類型作物P 的百分比；CK為各類型作物K 的百分比；P為化肥平均價格（4.155 元·kg-1）[24]。

1.4.7 生物多樣性價值

水稻-牧草輪作的生態(tài)種植模式，不僅起到改良農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的作用，同時還能提高生產(chǎn)能力，在維持生物多樣性方面有重要作用[29]。采用當量因子法對該部分價值進行估算。具體計算公式：

其中：V7表示生物多樣性價值，元·hm-2；Sk為作物種植面積，hm2；Ck為農(nóng)用地單位面積生物多樣性價值當量因子；Ea表示單位當量因子的價值量，元·hm-2；Sr表示糧食作物播種面積占作物播種總面積的百分比，%；Fr表示單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤，元·hm-2。

1.4.8 美學景觀價值

植物群落所形成的獨特優(yōu)美自然景觀可以讓人感到身心愉悅，具有潛在娛樂用途以及文化和藝術(shù)價值。應用當量因子法估算其價值，具體計算公式：

其中：V8表示美學景觀價值，元·hm-2；Sk為作物種植面積，hm2；Ct為農(nóng)用地單位面積美學景觀價值當量因子；Ea表示單位當量因子的價值量，元·hm-2；Sr表示糧食作物播種面積占作物播種總面積的百分比，%；Fr表示單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤，元·hm-2。

各種植模式生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值（E）由下式計算：

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值

不同處理稻谷、秸稈、牧草產(chǎn)量如表1 所示。稻谷產(chǎn)量在9 900～11 533 kg·hm-2之間，各處理間無顯著差異。Y-OV 處理秸稈產(chǎn)量達8 467 kg·hm-2，顯著高于其他三種處理，且C-ON、Y-OL、Y-ON 三種處理秸稈產(chǎn)量無顯著差異。無輪作處理農(nóng)田在冬季農(nóng)閑，輪作處理中Y-OL牧草產(chǎn)量顯著高于Y-OV處理。不同施肥及輪作的稻田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值不同（表1）。輪作系統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值均在10 萬元·hm-2以上，顯著高于無輪作系統(tǒng)，輪作系統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值約為無輪作系統(tǒng)的2倍。

表1 不同處理農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及其經(jīng)濟價值Table 1 Output of agricultural products and their economic value in different treatments

2.2 氣體調(diào)節(jié)價值

稻田固定CO2、釋放O2、吸收有害氣體的價值以及氣體調(diào)節(jié)的總價值如表2 所示。輪作處理氣體調(diào)節(jié)總價值為11 871～12 194 元·hm-2，無輪作處理為5 809～5 933 元·hm-2。各處理中固定CO2的價值最高，其次是釋放O2的價值。

表2 不同處理氣體調(diào)節(jié)價值Table 2 Gases regulation value in different treatments

2.3 消納廢棄物價值

不同處理消納廢棄物的價值如表3 所示。Y-OL和Y-OV 處理消納廢棄物的價值均為22 817 元·hm-2，Y-ON 處理消納廢棄物的價值為19 200 元·hm-2，由于C-ON處理不施牛糞只施化肥，因而其沒有消納廢棄物的價值。

表3 不同處理消納廢棄物的價值Table 3 The value of waste disposal in different treatments

2.4 水質(zhì)凈化價值

由表4 可知，各處理時間間隔加權(quán)平均濃度不同，因而水質(zhì)凈化價值不同。各處理水質(zhì)凈化價值在5 808～11 906 元·hm-2之間，并且優(yōu)化施肥處理水質(zhì)凈化價值均高于常規(guī)施肥處理。Y-OV 處理水質(zhì)凈化價值最高，為11 906 元·hm-2，比C-ON處理多6 098元·hm-2。

表4 不同處理水質(zhì)凈化價值Table 4 Purification value of water quality in different treatments

2.5 土壤有機質(zhì)累積價值

土壤有機質(zhì)含量及其價值如表5所示。優(yōu)化施肥處理土壤有機質(zhì)含量顯著高于常規(guī)施肥處理，輪作處理顯著高于無輪作處理。其中，Y-OL處理有機質(zhì)含量分別比C-ON、Y-OV、Y-ON 處理高42.62%、4.64%、19.10%。土壤有機質(zhì)的價值為7 060～10 069 元·hm-2，其中Y-OL 和Y-OV 處理間無顯著差異，兩者顯著高于Y-ON 處理，Y-ON 處理土壤有機質(zhì)積累價值為8 454 元·hm-2，顯著高于C-ON處理。

表5 不同處理土壤有機質(zhì)積累價值Table 5 The accumulation value of soil organic matter in different treatments

2.6 營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值

C-ON 和Y-ON 處理營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值為水稻秸稈的循環(huán)價值，Y-OL 和Y-OV 處理則包括水稻秸稈和牧草的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值，具體計算結(jié)果如表6 所示。Y-OV 處理水稻秸稈營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值為765元·hm-2，顯著高于其他三種處理。Y-OL 和Y-OV處理牧草營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值分別為1 537 元·hm-2和2 857 元·hm-2，占營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)總價值的69.86%和78.88%，且二者之間存在顯著差異。Y-OV 處理營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)總價值最高，為3 622 元·hm-2，是C-ON和Y-ON處理的5倍以上。

表6 不同處理營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值（元·hm-2）Table 6 Nutrient cycle value of different treatments（yuan·hm-2）

2.7 生物多樣性價值

依據(jù)謝高地等[9]的研究，水田生態(tài)系統(tǒng)和草甸生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性價值當量因子分別為0.21和1.27?！度珖r(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》顯示，2018 年云南省粳稻生產(chǎn)的凈利潤為1 287.75元·hm-2，因大理州主要糧食作物為水稻，所以糧食作物播種面積占作物播種總面積按100%計算，得Ea為1 287.75 元·hm-2。C-ON 和Y-ON 處理無輪作，生物多樣性價值僅包括水田生態(tài)系統(tǒng)，Y-OL 和Y-OV 處理生物多樣性價值包括水田生態(tài)系統(tǒng)和草甸生態(tài)系統(tǒng)的價值。其中，C-ON 和Y-ON 處理生物多樣性價值均為270元·hm-2，Y-OL 和Y-OV 處理生物多樣性價值均為1 906 元·hm-2，約為無輪作處理的7倍。

2.8 美學景觀價值

依據(jù)謝高地等[9]的研究，水田生態(tài)系統(tǒng)和草甸生態(tài)系統(tǒng)美學景觀價值當量因子分別為0.09 和0.56。C-ON 和Y-ON 處理景觀美學價值均為116 元·hm-2，Y-OL 和Y-OV 處理美學景觀價值均為837 元·hm-2，約為無輪作處理的7倍。

2.9 不同種植模式服務功能總價值

由表7可知，Y-OL和Y-OV處理的服務功能總價值分別為169 669 元·hm-2和168 405 元·hm-2，Y-ON處理的服務功能總價值為99 247 元·hm-2。輪作處理服務功能總價值顯著高于無輪作處理，但兩個輪作處理之間無顯著差異。無輪作處理中Y-ON處理服務功能總價值顯著高于C-ON 處理。與C-ON 處理相比，Y-ON 處理可提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值36.48%。與C-ON 處理相比，增加冬季牧草輪作的Y-OL 和Y-OV 處理可提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值131.59%～133.33%。與Y-ON 處理相比，增加冬季牧草輪作的Y-OL和Y-OV處理可提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值69.68%～70.96%。

表7 不同種植生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值（元·hm-2）Table 7 Total value of service functions of different planting ecosystems（yuan·hm-2）

3 討論

本研究通過界定牛糞化肥配施水稻牧草輪作農(nóng)田所產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值，將該種植模式的生態(tài)價值界定為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、消納廢棄物、水質(zhì)凈化、土壤有機質(zhì)累積、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、維持生物多樣性、提供美學景觀8 種。通過構(gòu)建評估模型研究該種植模式單位（1 hm2）耕地面積與常規(guī)種植模式的生態(tài)價值量差異，為后續(xù)推廣該模式提供理論支撐。

本研究結(jié)果表明，牛糞化肥配施水稻牧草輪作系統(tǒng)每公頃功能價值約為17 萬元，比牛糞化肥配施水稻單作系統(tǒng)高約7 萬元，比常規(guī)種植模式高約10 萬元。劉利花等[30]對蘇州市域稻田生態(tài)系統(tǒng)服務價值測算結(jié)果為稻田凈價值約為7萬元·hm-2，孫衛(wèi)民等[31]對不同復種模式稻田生態(tài)服務功能價值進行測算，結(jié)果表明復種后稻田生態(tài)價值約為17 萬～19 萬元·hm-2，本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致。

3.1 施肥方式和輪作模式直接影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)消納廢棄物價值與施肥方式直接相關，優(yōu)化施肥處理采用30%的牛糞替代化肥，不僅增加了畜禽糞便的利用效率，而且減少了畜禽糞便的處理成本，從而增加了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)消納廢棄物的價值。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值中，農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值、氣體調(diào)節(jié)價值、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值與作物產(chǎn)量密切相關。本研究結(jié)果表明Y-OL和Y-OV處理農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值顯著高于Y-ON 和C-ON 處理，從作物產(chǎn)量來看，各處理稻谷產(chǎn)量無顯著差異，水稻秸稈產(chǎn)量Y-OV 處理顯著高于其他3 種處理，輪作處理農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值顯著高于單作處理，主要來源于輪作牧草所產(chǎn)生的經(jīng)濟價值。輪作處理氣體調(diào)節(jié)價值顯著高于Y-ON 和C-ON 處理，主要原因是輪作牧草所帶來的作物產(chǎn)量增加和作物生育期延長，直接導致輪作處理氣體調(diào)節(jié)價值高于單作處理。Y-OL 和Y-OV 處理營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值顯著高于Y-ON 和C-ON 處理，這主要是由于輪作牧草使作物產(chǎn)量增加，進而使的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值增加。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性價值和美學景觀價值與種植作物有關。本研究結(jié)果表明，輪作處理生物多樣性價值和美學景觀價值約為單作處理的7 倍，原因在于水稻-牧草輪作的種植方式提升了土地利用效率，同時增加了農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)類型，從而提高了生物多樣性價值和美學景觀價值。

3.2 施肥方式和輪作模式間接影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化價值與稻田下滲水氮素流失量有關。盧中輝等[32]運用灰色關聯(lián)分析方法，證明水稻種植和奶牛養(yǎng)殖對洱海水環(huán)境變化的關聯(lián)度分別為0.69 和0.74，化肥的過量施用、奶牛糞便的不合理處置對洱海水環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的影響。本研究結(jié)果表明，優(yōu)化施肥可顯著提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)凈化價值，其原因在于優(yōu)化施肥處理下滲水TN 時間間隔加權(quán)平均濃度顯著低于常規(guī)施肥處理，有機肥、化肥的合理配施可提高作物對氮素的利用率，從而降低下滲水中氮素的流失量[33]，其次牛糞作為一種很好的有機肥料，其本身攜帶的各種微生物，有利于促進微生物與水稻根部的協(xié)同作用，減少氮素流失[34]。

本研究結(jié)果表明，Y-OL、Y-OV 和Y-ON 處理土壤有機質(zhì)積累價值顯著高于C-ON 處理，Y-OL 和Y-OV 處理土壤有機質(zhì)積累價值顯著高于Y-ON 處理，其原因在于施肥方式和輪作模式影響農(nóng)田土壤有機質(zhì)的含量。有研究表明，牛糞與化肥配施能明顯改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤孔隙度，增加土壤有機質(zhì)含量[35]。牧草輪作可促進土壤中營養(yǎng)元素的保持和轉(zhuǎn)化，牧草根系能分泌大量有機物質(zhì)促進微生物的生長發(fā)育，從而提高土壤中有機質(zhì)含量[36-37]。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

（1）洱海流域70%化肥+30%牛糞-水稻-黑麥草和70%化肥+30%牛糞-水稻-紫花苕種植模式下，稻田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值分別為169 669 元·hm-2和168 405 元·hm-2，70%化肥+30%牛糞-水稻-冬閑種植模式下，為99 247 元·hm-2，均顯著高于對照處理的72 717 元·hm-2。

（2）稻田生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值因施肥方式和輪作方式不同而改變。70%化肥+30%牛糞-水稻-黑麥草輪作和70%化肥+30%牛糞-水稻-紫花苕輪作的種植模式能有效提高稻田生態(tài)系統(tǒng)各項服務功能價值。

4.2 展望

本研究基于稻田生態(tài)系統(tǒng)服務功能，通過大田試驗對牛糞化肥配施且水稻牧草輪作系統(tǒng)進行價值評估，揭示稻田系統(tǒng)施肥和種植模式改變所帶來的生態(tài)價值變化的原因。結(jié)果表明，施肥方式和輪作模式的改變直接影響生態(tài)價值。不足的是，本研究僅對該模式進行短期的大田試驗研究，在今后的研究中，可結(jié)合新的研究方法對該模式進行長期監(jiān)測，研究其在長期持續(xù)種植條件下生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。今后，應不斷發(fā)掘新的服務價值及測算方式，完善其評價體系。生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的高低，是人類發(fā)展綠色可持續(xù)的重要體現(xiàn)，生態(tài)服務價值低的系統(tǒng)對生態(tài)的潛在影響更大。而合理的糞肥配施和稻田輪作有利于增加系統(tǒng)的生態(tài)價值，在未來的研究中應更注重化肥的減量配施和輪作制度的合理選擇，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更加綠色可持續(xù)的方向發(fā)展。