当代农业生态系统中根瘤菌属细菌对生物固氮（BNF）的贡献：量化与估值

《Symbiosis》：Rhizobial genera bacteria’s contribution to biological nitrogen fixation (BNF) in contemporary agroecosystems: quantification and valuation

　　

摘要

根瘤菌属细菌因其生物固氮（BNF）能力，可对作物种植系统产生巨大的效益。它为农业生态系统提供了多种功能性益处。我们通过案头研究，调查了现代农业生态系统中根瘤菌属细菌提供的生物固氮服务。在全面综述文献后，我们探讨了若干具体问题，即"根瘤菌属细菌在生物固氮过程中提供了哪些服务和效益？"以及"这些服务的价值有多大？"。为实现研究目标，我们回顾了相关文献，并分析了与生物固氮相关的生态系统服务（ESs）评估。首先，我们收集并记录了农业生态系统中栽培的豆科植物的全球名录。其次，测量了每种植物的固氮量，并将其划分为四个等级，从极高到低。随后，我们收集并分类整理了生物固氮为农业生态系统所提供的各项角色、影响和服务。本研究以更新的MEA（BNF-MEA）为基础，开发了新的生物固氮服务（ES）评估框架，并采用替代成本法对生物固氮服务进行估值。结果表明，紫花苜蓿、红三叶草和白三叶草具有最高的固氮能力，被归入"极高"类别。然而，菜豆、绿豆和气球豆三种植物的固氮能力最低。根据我们的研究结果，生物固氮可直接或间接地对31项服务、产品、功能和效益的提供产生重大影响。基于近似估算，固氮的经济价值在每公顷29.10至248.60美元之间。此外，南非、澳大利亚和巴西的生物固氮经济价值远高于其他所选国家。利用生物固氮服务有助于这些国家的农民降低农业生产成本。