面对全球人口增长和资源限制的双重压力，可持续农业发展已成为确保粮食安全和生态平衡的核心问题（Bocchiola等人，2013年；Harrison和Liu，2024年）。作为中国南方的一种基本耕作模式，稻菜轮作通过季节性交替种植水稻和油菜显著提高了土地复种指数和资源利用效率（Bu等人，2020年）。该系统在缓解粮食作物和油料作物对土地的竞争、保持土壤肥力以及作为粮食储存的关键技术方面具有独特优势（Jin等人，2023a）。然而，随着农业集约化的发展，不同稻菜轮作系统在生产力、资源消耗和环境效益方面的差异日益明显（Jin等人，2020年），其生产可持续性问题逐渐成为农业生态研究的重点（Fleming等人，2022年）。因此，有必要进行系统研究以评估和对比不同作物轮作的可持续性，为农艺建议和政策制定提供理论基础和决策支持。
对稻菜轮作进行科学合理的可持续性评估对于优化种植模式和促进可持续农业发展具有重要意义（Jin等人，2023b）。然而，传统的农业系统评估方法往往侧重于单一经济效益分析或简单的生态指标评估（He等人，2021年；Gan等人，2014年）。这些方法忽略了农业系统的复杂性，可能导致在一个可持续性指标上取得的收益以牺牲另一个指标为代价（Wang等人，2023年；Zhang等人，2023年）。因此，迫切需要构建一个能够整合自然生态系统服务和人类社会经济投入的综合性评估框架，以实现不同稻菜轮作可持续性的更科学、更系统的诊断和比较（Jin等人，2026年）。
近年来，基于系统生态学的能量分析作为一种综合评估方法引起了全球学者的关注（Liu和Chen，2007年；Zou等人，2022年）。能量分析能够将生态和经济系统中无法直接比较的多种能量和物质统一转化为太阳能量，从而进行定量分析（Wang等人，2017年）。能量分析克服了传统评估方法中固有的维度不兼容问题，便于全面系统地评估农业系统的资源利用效率、环境负担和可持续性表现（Brown和Ulgiati，2002年）。它为评估农业系统的可持续性提供了新的视角和工具（Patterson等人，2017年），特别适用于复杂农业生态系统的综合分析和比较研究（Lu等人，2010年）。
许多研究关注了水稻和油菜生产的能量分析（Amiri等人，2019年；Shahhoseini和Kazemi，2022年；Lu等人，2010年；Su等人，2020年；Lei等人，2024年）。然而，这些研究仅限于这两种作物的单一种植模式。迄今为止，很少有研究通过能量分析探讨稻菜轮作的可持续性。本研究采用能量分析方法构建了一个科学合理的能量指标体系，深入比较了不同稻菜轮作模式在生态经济系统中的综合表现，并系统评估了不同稻菜轮作的生态经济特征和可持续发展潜力。我们的目标是丰富作物轮作能量分析的理论基础，为实践者提供最环保和经济可行的生产系统指导。
