每日科普|濕地與農(nóng)業(yè)的結(jié)合：水稻田

知識就是力量2023-04-05作者：鄧歡

水稻田是典型的人工濕地，是濕地與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)合，也是眾多野生動物的棲息場所，在生態(tài)保護與修復(fù)方面有著特殊而重要的價值。讓我們走進水稻田，一窺其中的奧秘吧。

中國古人的“生態(tài)農(nóng)業(yè)”

提起稻田，人們腦海中往往會浮現(xiàn)出一大片金燦燦、沉甸甸的稻穗，此時就連空氣里面也仿佛開始彌漫稻香。其實，這是水稻即將收獲時的情景，這時候水田里的水已排干。但是，你能想象，在水排干之前，水稻在水中的那幾個月是怎樣一番景象嗎？

讓我們把時間撥回到5月份，二十四節(jié)氣中的芒種。南宋詩人陸游曾在《時雨》一詩中描繪了此時江南的場景：“時雨及芒種，四野皆插秧。家家麥飯美，處處菱歌長?！币馑际?，應(yīng)時的雨水在芒種時節(jié)紛紛而至，田野里處處都有農(nóng)人在忙著插秧。家家戶戶吃著麥粒和豆煮的飯，處處都飄蕩著采菱女的歌聲。

芒種節(jié)氣，稻田開始淹水插秧，但稻田還可以創(chuàng)造出更多盎然的生機。東漢末年的《四時食制》記載：“郫（pí）縣子魚，黃鱗赤尾，出稻田，可以為醬?！蔽覀兊淖嫦仍缇投萌绾瓮ㄟ^“生態(tài)農(nóng)業(yè)”來實現(xiàn)更美好的生活，稻田養(yǎng)魚就是一個成功實踐——不僅能提高水稻產(chǎn)量，還能收獲肥美的稻田魚。

水稻田里的“化學(xué)反應(yīng)”

水稻田里的魚以水面漂浮著的各種藻類為食，如細綠萍、槐葉萍、蕪萍（也稱無根萍）。這些藻類含有葉綠素，能夠進行光合作用，把空氣中的二氧化碳合成為糖類，保存在藻細胞中實現(xiàn)自養(yǎng)生長，同時向水體釋放氧氣。

細綠萍的葉腔中共生了具有固氮能力的藍細菌。藍細菌細胞內(nèi)有固氮酶，能夠把空氣中的氮氣（化學(xué)式為N2）轉(zhuǎn)化為銨（化學(xué)式為NH4+）。其中一部分銨用來合成細綠萍的蛋白質(zhì)，讓其更有營養(yǎng)，成為魚類的“營養(yǎng)餐”；另一部分銨則釋放到水稻田中，成為水稻能夠吸收的氮肥，用來合成水稻的蛋白質(zhì)和葉綠素，讓水稻健康、茁壯生長。

而魚類食用富含蛋白質(zhì)的藻類之后，其排泄物中也含有蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物——尿素〔化學(xué)式為CO(NH2)2〕。尿素在水稻田土壤脲酶的分解作用下產(chǎn)生銨，也被水稻吸收。脲酶則是水稻土壤中的微生物分泌產(chǎn)生的，而水稻土中的細菌多數(shù)生長在水稻根系附近，依靠根系分泌的葡萄糖、氨基酸等有機質(zhì)為食。水稻的莖是中空的，能夠?qū)⑷~片吸收的氧氣運輸?shù)礁翟俜置诘酵寥乐?，從而為根系附近的微生物提供微好氧環(huán)境。

從以上描述可以看出，藻類—魚—水稻—土壤—微生物構(gòu)成了一個可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)。需要說明的是，土壤（包括水稻土）中含有數(shù)量龐大的微生物，平均每克土壤達到10億個細菌，肥沃的土壤，其內(nèi)細菌數(shù)量還會更多。但是這些細菌絕大多數(shù)都不是致病菌，相反，它們是維持生態(tài)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)必不可少的。

人鳥共享的水稻田

如今，水稻田里人們放養(yǎng)的動物更加多樣化，魚兒也多了很多“小伙伴”，例如青蛙、泥鰍、黃鱔等。它們發(fā)揮各自的“技能”，共同守護水稻田。魚兒、泥鰍、黃鱔“負責(zé)”吃落入水田里的害蟲，青蛙“負責(zé)”吃飛行的害蟲，減少了農(nóng)藥的使用，提升了稻米的品質(zhì)，同時還能收獲水產(chǎn)品。

有的地方圍繞水稻田開掘水渠，種上各種植物，營造生態(tài)長廊，供各種鳥類嬉戲、安家，還可以供候鳥在遷徙途中落腳。鳥類的到來增加了水稻田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，也能消滅害蟲，而水稻田生態(tài)系統(tǒng)則為鳥類的生存和繁衍提供庇護。

例如，位于江蘇省昆山市的天福國家濕地公園，是一個以生態(tài)稻田濕地為特色的濕地公園，由河流、沼澤、林地、池塘、人工湖和水稻田等組成。其中，農(nóng)業(yè)用地面積7000畝，永久性水稻田面積約4000畝。作為以永久性水稻田為濕地的公園，天福國家濕地公園做到了農(nóng)業(yè)與生態(tài)兼顧，擴大了鳥類棲息地的面積，形成了人與鳥類共享水稻田的模式。

目前，在國家大力倡導(dǎo)濕地保護和生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，在人們體會到“綠水青山就是金山銀山”而開始自覺追求人與自然和諧共生的時候，水稻田，作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與濕地的結(jié)合，也在經(jīng)歷著不一樣的變化。

（作者單位：南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院）

責(zé)任編輯：胡惠雯