四川省小龙虾、罗氏沼虾与水稻综合种养系统的生态效益评估与优化路径

（基金项目：2024年校级大学生创业训练计划项目，项目编号XX202410626028）

摘要：本文提供了四川省稻虾养殖领域的综合文献综述，包括了“罗氏沼虾+水稻+小龙虾”综合种养的多个关键方面，如生态效益、系统创新以及未来的展望。首先，本文回顾了四川省“罗氏沼虾+水稻+小龙虾”综合种养的历史发展，强调了过去几年里取得的进展。我们强调了四川省独特的地理特征对“罗氏沼虾+水稻+小龙虾”综合种养的重要性。其次，本文分析了“罗氏沼虾+水稻+小龙虾”综合种养面临的挑战。这些挑战包括模式创新、智能技术应用等问题，以及技术应用的可行性。我们强调了如何在研究中处理这些问题，并提出了一些可能的解决途径。此外，我们还强调了政策驱动对养殖户的影响。最后，本文探讨了未来四川省“罗氏沼虾+水稻+小龙虾”综合种养的展望。我们认为该稻虾综合种养模式将继续发挥重要作用，并在全国范围内推动创新和可持续发展。

1.引言

1.1 研究背景与意义

四川省作为中国西南农业生态系统的典型代表，兼具成都平原的集约化农业与川南丘陵的梯田生态系统。近年来，小龙虾（Procambarus clarkii）与罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）与水稻的综合种养模式快速发展，亩产值和利润更是高达9000元和4000元左右[1]，2022年全省稻虾种养面积突破200万亩，成为乡村振兴的重要抓手。然而，复杂地形、季节性降水不均与连作障碍等问题，导致系统生态效益的区域异质性显著。本文将系统梳理，旨在揭示四川省稻虾系统的生态效益机制、优化路径瓶颈及未来突破方向。

2.地理特征

2.1地貌特征

四川省地处长江上游，地貌类型丰富，主要包括川西南以甘孜阿坝洲代表的高地（74.2%）和高原（7.3%）、川南川东以宜宾、广安代表的浅丘地区（10.3%）以及中心的成都平原（8.2%）。不同的地貌特征适合不同的养殖模式。

成都平原：地势平坦、水源充足，适宜进行工厂化、集约化的养殖，是四川省主要的粮食生产区域，机械化率>70%；

川南川东丘陵：田块破碎化，夏季易缺水，稻田综合种养能充分利用有限的田地创造出更大的经济价值（平均面积<0.5亩）；

秦巴山区：生态敏感区，研究覆盖率不足5%。

2.2气候特征

四川省因其复杂的地形地势，其气候也变化多样，年均降水量1003.1mm，并且分布极为不均川西南地区、川东盆地以及川西高山高原区有显著差异，雨季（6-9月）溶解氧波动幅度达4-8 mg/L[2]。

此外，四川省几乎是全国日照最欠缺的地区之一，年平均日照时长仅为1272.7～1681.5h并且还呈现下降的趋势[3]。容易导致水稻灌浆率，结实率明显下降，使得传统的水稻种植经济效益大幅降低。

3.生态效益评估的主要发现

3.1 碳氮循环增效与温室气体减排

（1）氮素利用效率：

研究表明长期稻虾轮作下，土壤NH4+-N， NO3--N， 和无机N含量有所提升，也就是说稻田养殖中的小龙虾可以通过摄食-排泄循环减少氮肥投入，进一步使得氮偏生产力（PFPN）提升；另外在稻田中养殖罗氏沼虾因其投饵量高（1.2-1.5 kg/m²），故氮素表观损失率较单作稻田增加。

（2）碳汇能力：

成都平原的稻虾养殖系统中土壤有机碳（SOC）年增量0.9-1.1 t/ha，显著高于单作稻田（0.3-0.5 t/ha）[4]；而与此同时川南丘陵区却因水土流失，SOC增量相对较低。

3.2 生物多样性维持效应

稻田养虾系统中，虾在稻田中的活动会不断搅动水体和土壤，这种活动破坏了害虫的栖息地，并影响其幼虫的发育，使得害虫发生率大大降低，像螟虫幼虫原本可以在稻茎内安静蛀食，但稻田里频繁的水流波动和水底搅动会干扰其生存。

小龙虾高密度养殖（>25尾/m²）会使得水生昆虫的香农-威纳指数下降15-20%左右。而罗氏沼虾投饵诱发的藻类暴发，大幅降低浮游动物多样性。

4.系统优化路径的创新与挑战

4.1 区域适应性种养模式

（1）成都平原“稻-虾-菜”立体种养：

该模式增加了冬季种植油菜/菠菜，有助于土壤酶活性提升，并增加亩产值，但蔬菜病虫害交叉感染风险相应增加。

（2）川南丘陵“梯田虾稻+生态沟渠”：

川南即川东部分地区以浅丘居多，生态沟渠拦截氮磷效率达18-25%，配合沉水植物（如苦草）净化水体可有效降低污染，但这会使得养殖体系维护成本较平原更高，且因地形的劣势而无法充分机械化。

4.2 智能技术应用与瓶颈

（1）水质动态调控：

基于LoRa的溶解氧监测系统（误差±0.2 mg/L），结合增氧机智能启停，氨氮峰值降低35% ，但在高湿度环境下传感器寿命<6个月，并且在丘陵地区容易出现信号丢失导致不能及时反馈水质动态。

（2）病害预警系统：

采用AI图像识别技术，白斑综合征病毒（WSSV）检出准确率达92%[5]， 但由于成本等因素使得设备覆盖率偏低，并且模型泛化能力不足。

5.研究不足与未来方向

5.1 现有研究的局限性

（1）数据维度缺陷：

川东北、川南地区的生态效益数据偏少，现有研究80%集中于成都平原；

长期定位观测站点不足，连续5年以上数据占比<10%。

（2）机制解析不足：

虾类掘穴行为-土壤微生物互作机制尚未阐明，宏基因组学研究仅占5%；

生物多样性“阈值效应”不明确（如虾养殖密度对害虫的临界影响值）。

（3）技术经济脱节：

智能装备成本过高，投资回收期太长，小农户接受度低，川南、川东丘陵地区机械化程度偏低，现有技术移植失败率较高。

5.2 未来研究方向

（1）技术研发方向：

抗逆品种选育：抗病罗氏沼虾品种（如南太湖系列）、耐高温小龙虾（如盱眙1号）、抗病水稻品种（如川优6203）等；

低成本物联网设备：太阳能供能传感器（成本<1000元/节点）、水质预警模型等。

（2）跨学科方法融合：

整合遥感与GIS技术，构建区域尺度生态效益评估平台；应用Agent-Based Model（ABM）模拟政策-技术-农户行为的动态反馈等。

6.结论

四川省的稻虾综合种养在提升资源利用效率与生态服务功能方面成效显著，但区域异质性导致的“平原-丘陵分化”与“技术-政策脱嵌”问题亟待解决。未来可通过三大路径实现突破：

（1）技术适配：开发地形专用装备、抗逆品种与智能决策系统；

（2）数据驱动：构建多尺度观测网络与生态效益大数据平台；

（3）制度创新：设计差异化补偿政策与市场激励机制。

最终推动四川省从“规模扩张”向“质量-效益-可持续”三位一体转型，为全球山地农业系统提供中国方案。

参考文献

[1]吴敏，魏涛，蒋军，等.“小龙虾+水稻+罗氏沼虾”综合种养模式要点与效益分析[J].中国水产，2023，（09）：56-58.

[2]卫仁娟，钟馨，史雯雨，等.1961—2022年四川省极端气候变化特征及其影响因素[J/OL].水利水电技术（中英文），1-24[2025-04-15].

[3]胡慧敏，吴薇，杜冰.四川省1969-2018年日照时数变化规律及未来趋势分析[J].成都信息工程大学学报，2023，38（05）：610-614.

[4]马文清，郭强，闭德金，等.蔗鸭共生对红壤蔗地土壤养分、酶活性及细菌多样性的影响[J].南方农业学报，2022，53（09）：2415-2424.

[5]陈玲， 万韦韬， 刘兵， 等.稻-小龙虾一体化系统对稻田水田微生物多样性和群落结构的影响[J]. 华中农业大学学报， 2022， 41（1）： 141-151.