3月27日，谷保静教授团队在Nature Communications在线发表了题为“Interplay of urbanization and agricultural modernization shapes nitrogen use in global croplands”的研究论文，揭示了城市化与氮管理成效之间存在显著的非线性关联。
城市化作为21世纪最显著的全球趋势之一，深刻重塑着人口分布与土地利用格局，对农业系统和全球粮食安全产生深远影响。这一转型过程中的关键环节在于农业氮循环。尽管氮驱动型农业集约化对保障全球粮食安全发挥了重要作用，但其低效管理已引发一系列严峻的、连锁式的环境挑战。因此，在日益城市化的世界中，理解影响氮管理实践的关键驱动因素，对于权衡生产力和可持续性之间的关系至关重要。
本研究基于139个国家61年的数据发现城市化与氮管理成效之间存在显著的非线性关联，且这种关联取决于国家发展阶段。在低收入国家，城市化初期会推高化肥使用量，同时抑制氮产量与利用效率，但较大规模的农场经营能够缓解这些早期损失。当国家进入中高收入阶段，现代化进程提升了氮利用效率，但也带来了环境效益与产量增长之间的权衡。在高收入国家，高度现代化缓解了城市化的负面影响，使氮利用效率在高城市化水平下从下降4%逆转为提升12%。这些发现表明，并不存在普适的可持续发展路径。相反，通过整合土地整治、机械化与精准灌溉等措施，可以将城市化转化为可持续管理和韧性粮食系统建设的催化剂。