覆盖作物提升温带葡萄园生态系统服务而不影响产量的meta分析研究

《Agronomy for Sustainable Development》：Cover crops promote regulating and supporting ecosystem services without compromising grape yield in temperate vineyards. A meta-analysis

本研究针对高投入葡萄栽培导致的土壤退化与生物多样性丧失问题，通过系统综述与meta分析，首次综合评估覆盖作物对温带葡萄园生态系统服务的影响。结果表明，覆盖作物在不影响葡萄产量的前提下，显著提升调节服务（如病虫害控制、水分调控）和支持服务（如土壤肥力、养分循环），尤其在半干旱气候、有机管理及长期种植条件下效果更优。该研究为葡萄园可持续管理提供了关键证据，推动农业生态实践在 viticulture 中的应用。

　　

葡萄园作为温带地区重要的农业生态系统，不仅支撑着葡萄酒产业的经济命脉，还维系着区域景观格局与生态平衡。然而，传统高投入的耕作方式导致土壤退化、生物多样性下降及对化学投入品的过度依赖，严重威胁葡萄园的可持续性。为应对这些挑战，覆盖作物（Cover Crops, CCs）作为一种农业生态实践被广泛引入，旨在通过增强农业生物多样性提升生态系统服务（Ecosystem Services, ESs）。尽管已有研究关注覆盖作物对单一服务的影响，但其在多因素交互作用下的综合效益尚不明确。为此，发表于《Agronomy for Sustainable Development》的这项研究，通过首次整合全球温带葡萄园数据，系统量化了覆盖作物对供给服务（Provisioning ESs, PESs）、调节服务（Regulating ESs, RESs）和支持服务（Supporting ESs, SESs）的影响，并深入解析了土壤、气候、葡萄园管理及覆盖作物管理等多重驱动因素的作用。

研究团队采用系统综述与meta分析方法，遵循PRISMA指南，从Scopus和Web of Science数据库筛选出64项符合条件的研究，涵盖1308组对比数据。通过计算响应比的自然对数（Ln(RR)）作为效应量，利用随机效应模型评估覆盖作物对三类生态系统服务的整体影响，并借助混合效应模型进行亚组分析，探究不同解释变量（如土壤质地、气候类型、耕作制度等）的调节作用。此外，通过分析36项同时报告产量与其他服务的研究，识别覆盖作物引发的协同与权衡关系。

3.1 整体效应与异质性分析

覆盖作物对葡萄产量（PESs）无显著影响（效应量：-0.056），表明其不会 compromising 生产功能。相反，RESs 和 SESs 分别显著提升40.8%和13.2%，但效应量存在高度异质性，凸显管理策略与环境背景的重要性。

3.2 调节因素对生态系统服务的影响

土壤与气候条件：RESs 在黏土与壤土中显著提升（分别增加81.5%和45.9%），而砂质或粉质土壤中效果不显。半干旱气候下 RESs 改善63%，印证覆盖作物在水分调控与侵蚀控制中的优势。

葡萄园管理：有机系统下 RESs 和 SESs 提升幅度显著高于常规管理（分别增加121%和28%）。灌溉葡萄园中 RESs 改善49%，而高密度种植（>3500株/公顷）下 RESs 提升28.9%-74.5%。长期覆盖（>3年）对 RESs 和 SESs 的促进效果更稳定。

覆盖作物管理：行内种植的 RESs 提升46.5%，混合物种（如禾本科与豆科组合）对 RESs 和 SESs 的促进效果最优。终止方式中，绿肥翻压与刈割分别提升 RESs 186%和59%，而滚压终止（roller-crimping）显著改善 SESs（80.4%）。

3.3 生态系统服务的协同与权衡

在93组多服务评估中，28%为“双赢”（产量与生态服务同步提升），17%为“双输”，42%存在权衡（如生态服务提升但产量轻微下降）。权衡多源于水分竞争，尤其在雨养系统中，需通过物种选择与终止时机优化化解。

结论与意义

本研究表明，覆盖作物是提升温带葡萄园生态功能的关键实践，尤其通过优化管理（如混合种植、有机管理、长期实施）可显著增强调节与支持服务，且不牺牲产量。研究强调了 context-specific 策略的重要性，为农户提供了基于气候、土壤与管理条件的实践指南。未来需加强多服务协同评估，并关注覆盖作物对果实品质等未被充分挖掘的供给服务维度，以全面推动葡萄园 agroecology 转型。