bevictor伟德官网2024年5月15日電（通訊員 陳晨 李會芳）近日，bevictor伟德官网環境管理與政策教研所溫宗國教授課題組與合作者在城市集群發展過程中食品系統可持續性氮管理策略研究領域取得新進展。研究揭示了城市群農業生産不均衡性加劇過程中，高度發達城市向欠發達城市的食品貿易隐含氮污染轉移顯著增加，降低城市群作物氮利用效率和食品系統（涵蓋食品生産、加工、消費以及廢物處理的綜合系統）可持續性；解析了城市間食品系統氮代謝的空間相互影響機制，為推進城市群氮污染協同控制和氮可持續性管理轉型提供了科學參考。

城市集群發展背景下，城市群内各城市發展路徑多樣化，産業分工差異顯著，導緻農業生産規模的不均衡性突出，影響城市間食品供給消費格局和食品系統氮污染時空特征。減緩城市群整體氮污染需明晰食品系統氮元素時空代謝機制，避免局地型管理模式下氮污染空間溢出加劇，充分發揮城市間協同效應，提升氮利用效率和系統可持續性。已有研究大多關注區域整體食品系統氮流動和氮污染排放，而區域内部多城市間食品貿易隐含氮污染轉移的演變格局、空間關聯機制及其對整個區域氮管理的潛在挑戰尚不明确。

研究以中國粵港澳大灣區為案例，融合長時間序列物質代謝數據和元素流分析、貿易隐含污染轉移模型、空間計量分析等多學科研究工具，刻畫了城市群食品系統氮代謝動态格局，解析了不同城市發展特征對氮污染空間溢出的影響。結果表明，1989-2007年，大灣區農業生産持續向較低城市化水平的城市集中，作物生産氮利用效率從45.2%降至29.3%。1989-2018年，城市間食品貿易隐含氮污染占總農業生産氮污染的比例由12.3%增大到42.2%，欠發達城市面臨更加嚴重的氮污染壓力。農業勞動力流失、環境規制水平差異等因素驅動氮污染的空間轉移，而化肥施用和廢物處置的技術進步具有推進多城市協同減污的積極效應。研究提出了協調城市擴張與農田保護，促進專業化規模化農業生産、強化城市間經濟和技術層面協作等管理政策建議。

圖1. 大灣區 11個城市食品系統氮排放特征（1989、2018年）。a. 城市化率與氮排放之間的關系。每個圓圈的位置代表一個城市的城市化率和人均氮排放量，圓圈的大小與城市總氮排放量成正比。b. 1989-2018年城市耕地面積（餅圖）、耕地氮排放（背景色）和作物平均氮負荷（直方圖）的變化。

圖2 1989-2018年大灣區城市間食品貿易隐含氮污染。a. 食品貿易中的氮流和隐含氮污染轉移，及貿易隐含氮污染占總農業生産氮污染的比例。b. 各城市向其他城市轉移的氮污染。c. 各城市承擔的氮污染轉移。d. 城市間氮污染轉移在各環境介質中的分布。

圖3 香港、澳門和珠三角城市群間的食品貿易隐含氮污染轉移。a. 1989年。b. 2018年。

相關研究成果以“城市群快速城市化中農業生産的不均衡性降低作物氮利用效率”（Uneven agricultural contraction within fast-urbanizing urban agglomeration decreases the nitrogen use efficiency of crop production）為題，于2024年5月14日在線發表于《自然·食品》（Nature Food）期刊。比利時魯汶大學地球與環境科學系可持續食品經濟研究組Erik Mathijs教授等在同期發表的News & Views中以“追蹤城市間氮污染”（Tracing inter-city nitrogen pollution）為題對本研究進行了專題介紹，指出本研究填補了“農業生産、城市化和貿易之間的聯系，以及這些聯系如何随時間變化的細粒度分析”方面的空缺，證明了快速城市化地區應保護高質量耕地，并利用城市間協同效應充分發揮農業現代化對提升氮利用效率的貢獻。

bevictor伟德官网2016級博士、香港大學建築學院城市規劃與設計系博士後陳晨為論文第一作者。bevictor伟德官网溫宗國教授為論文通訊作者。論文的合作者還包括澳門科技大學商學院盛妮教授和澳門科技大學澳門環境研究院宋慶彬副教授。研究得到了國家自然科學基金委員會與澳門科學技術發展基金聯合科研資助基金合作研究項目、國家傑出青年科學基金項目和bevictor伟德官网中國農村研究院研究項目的支持。

論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s43016-024-00980-5