城市化通过增加颗粒有机氮组分增强城市公园绿地土壤氮矿化：以中国杭州为例

为解决城市化进程中土壤氮(N)矿化响应机制不明确的问题，研究人员以杭州城市公园绿地为研究对象，通过分析不同城市化强度(低、中、高)下土壤颗粒有机氮(PON)和矿物结合有机氮(MAON)的分布特征，揭示了城市化通过提升土壤有机碳(SOC)含量、黏粒比例及微生物活性促进氮矿化的机制，尤其发现PON对氮矿化的贡献显著高于MAON。该研究为优化城市绿地氮管理和植被配置提供了理论依据。

　　

随着中国城市化率突破60%，城市绿地作为"生态肺"的功能日益凸显。然而，在这些被精心修剪的草坪与景观树下，隐藏着一个鲜为人知的矛盾：一方面，频繁的施肥灌溉为植物生长提供无机氮(N)；另一方面，土壤中有机氮的矿化过程——这个驱动植物有效氮供给的"隐形引擎"，却因城市化影响而呈现截然不同的响应模式。既有研究报道过增强、抑制甚至无效应等矛盾结论，这种分歧使得城市绿地氮管理陷入"凭经验施肥"的困境。

浙江农林大学的研究团队选择杭州这座"人间天堂"作为天然实验室，其公园绿地覆盖率达43%，为解析城市化强度(低、中、高)与植被类型(乔木、灌木、草本)对土壤氮矿化的复合影响提供了理想样本。发表在《Applied Soil Ecology》的这项研究首次揭示：城市化主要通过提升颗粒有机氮(PON, >53 μm)而非矿物结合有机氮(MAON, <53 μm)来驱动氮矿化增强，且不同植被类型响应存在显著差异。

研究采用空间替代时间法构建城市化梯度，通过原位培养法测定净氮矿化速率，并运用物理分组法分离PON和MAON。关键发现包括：

土壤净氮矿化、土壤有机氮组分及其关系
高城市化区域净氮矿化速率比低城市化区提升85%，其中灌木和草本区增幅达86-420%。PON的增幅(0-100%)显著高于MAON(0-36%)，且PON与氮矿化的相关性(r=0.52)强于MAON(r=0.31)。

城市化增强土壤净氮矿化
高城市化区土壤有机碳(SOC)浓度(18.7 g kg^-1)、黏粒含量(21.5%)和微生物生物量氮(38.2 mg kg^-1)显著提升，这些因素共同解释了72%的氮矿化变异。微生物量增加可能源于频繁修剪提供的凋落物输入。

PON主导城市化对氮矿化的促进作用
PON作为易分解组分，其含量与β-葡萄糖苷酶活性显著正相关，而MAON主要反映矿物表面吸附的稳定态氮。乔木区PON对氮矿化贡献率达61%，显著高于灌木(45%)和草本(38%)。

植被类型调节响应模式
乔木覆盖区氮矿化速率(0.92 mg N kg^-1 d^-1)始终高于草本区(0.54)，但草本和灌木区对城市化响应更敏感，可能与频繁修剪导致的微生物群落改变有关。

这项研究构建了"城市化-土壤环境因子-有机氮组分-氮矿化"的级联响应框架，证实PON是城市绿地氮循环的关键调控靶点。实践层面，建议在高强度城市化区域优先配置乔木植被，并基于PON含量动态调整施肥策略。理论层面，研究为破解"氮矿化响应争议"提供了新视角——有机氮组分的功能差异或是关键所在。未来研究需进一步解析微生物群落结构与PON转化的分子机制。