废弃稻田和灌溉池塘的多功能性在空间上的变化：水文和环境因素的潜在作用

《Restoration Ecology》：Spatial variation of multifunctionality among abandoned rice paddies and irrigation ponds: potential roles of hydrological and environmental factors

日本 Kasumigaura 水系废弃农田/池塘的生态服务与入侵抗性研究。通过调查61处样本量化水净化、蓄水、甲烷调节、蜻蜓和本土鱼类丰富度等指标，主成分分析显示非渠道化水流下前三项指标协同效应显著，但入侵抗性较低，与溶解氧和植被多样性相关。

　　

摘要

引言

历史上，亚洲的稻田和灌溉池塘能够从灌溉水中（如来自高地的泉水）去除氮元素，同时提供多种生态系统服务并支持生物多样性。然而，由于被废弃，这些稻田和池塘的多功能性已经减弱。尽管一些废弃的稻田/池塘仍能作为自然湿地发挥作用，但其水文和环境特征却存在很大差异。

研究目标

我们探讨了将这些废弃场地作为基于自然的解决方案（NbS）是否可以为恢复生态系统服务和生物多样性提供重要机会，并确定了增强其多功能性的关键因素。

研究方法

我们调查了日本霞浦湖流域的61个废弃稻田/池塘，并量化了六个生态系统服务和生物多样性指标：水质净化、水资源储存、甲烷（CH₄）调控、豆娘多样性、本地鱼类多样性以及抵御外来鱼类入侵的能力。我们利用主成分分析方法研究了这些指标之间的权衡与协同作用。

研究结果

主成分1显示水质净化、水资源储存和豆娘多样性之间存在正相关关系。这种协同作用的强度取决于水流类型：非渠道化水流的废弃稻田/池塘表现出更强的协同效应。具有更强协同效应的场地往往对外来鱼类入侵的抵抗力较弱。主成分2和主成分3分别代表了甲烷调控和本地鱼类多样性，这两者之间是相互独立的。甲烷调控能力随着溶解氧浓度的降低而减弱，而本地鱼类多样性在植被类型多样的场地中更高。

结论

我们的研究结果凸显了废弃稻田/池塘作为农业景观中多功能恢复工具的潜力，并表明通过管理水文和环境因素可以提升基于自然的解决方案的有效性。