自然生态系统中的氮都是来自大气，氮占空气成分的78%。其从单质氮转变为氮的氧化物，再进入生态系统转变为有机氮主要途径为物理的雷电固氮，以及固氮菌的生物固氮。
现代环境中，通过环境污染也能够贡献一部分氮，即干湿沉降，这是化学过程与物理过程结合的一种方式，是工业化的产物。自然生态系统土壤中的氮，如森林、草原、荒漠、湿地等，都是通过前两个过程增加氮的，在年前没有人工合成或者环境污染贡献的氮，进入到生态系统中的氮可以循环利用，其中需要土壤微生物和土壤动物的作用。当自然生态系统的土壤被开垦为农田后，因种植作物每年带走的氮不能返回土壤，氮素就会枯竭。古代人将人粪尿、动物粪便、草木灰、毛发、绿肥等施入土壤，维持了土壤一定的生产力，这个过程长达五六千年，直到今天我们还在利用这些耕地。遗憾的是，最近不到半个世纪以来，由于补充的氮是以化学氮为主，土壤已经出现了退化，江河湖泊以及海洋出现了因氮磷素增加而导致的水体污染，即陆地湿地生态系统的水华，海洋生态系统的赤潮和绿苔等。
化肥加上长期使用农药、除草剂、激素、地膜，还改变了土壤微生物结构，一些固氮菌被消灭，反硝化菌被抑制，多余的氮不能通过微生物矿化作用和反消化作用返回大气，变成氮气。这就增加了水环境负担，造成水污染，进而由于藻类和水生植物泛滥，造成水体缺氧，对鱼类等水生生物造成灭顶之灾。
停止人工合成氮素添加是否能够满足粮食生产？理论上计算，完全能。实践中观察，粮食产量超过化学模式，可实现每亩产有机主粮1吨以上，还减少了环境污染，挽救湿地生态系统，同时提供了健康食物，将癌症、不孕不育、性早熟等重大疾病在源头大幅度降低；辅助解决温室气体排放造成的全球变化与生物多样性下降等难题。
黑土地。绿会保护地黄喜民摄那么怎么实现呢？首先就要停止化学对抗，停止人造氮素添加，恢复微生物群落。怎么恢复微生物群落？添加有益菌是一种做法，其实还有一种更简单的办法，停止有害化学物质，添加天然有机质即可。自然界有的是微生物，土壤缺碳而不是氮，有了一定的碳氮比，有益微生物尤其那些固氮，解钾解磷的微生物就能够回来。那么，什么是天然有机物？就是生物在常温与常压下通过酶促反应所合成的物质，最初来自绿色植物的光合作用。
光合产物进入食物链，会维持庞大的动物或微生物生物量，那么地球上所有绿色植物、动物、微生物，哪怕是病毒，无论其活体或者死亡个体，排泄物，枯枝落叶，秸秆，农牧渔加工废弃物，可降解生活垃圾，等等，当然也包括人的排泄物，都是能够作为有机肥养地的，都是含有氮素的。
据我们研究，我国境内13大类天然有机物，其含有的生物质氮，是全国18亿亩农业栽培植物（作物、蔬菜、果树、中草药、花卉等）实际吸收氮素的4.12倍。
那些认为没有化肥就会绝产，就会饿死人的说法是不负责任的，其离开石化农资就不能搞农业的观点早已过时了。如果依然用这个理由推广石化农业，制造大量病人，制造温室气体，让资本获利，那就是路线问题了。因此，生态文明不仅仅是口号，而是实实在在的行动，就看怎么布局了，谁来布局了。
（文章代表作者本人观点。绿会融媒为生态文明的探索者、思考者提供传播平台。欢迎争鸣，对话作者。请留言。）
文：蒋高明（中国科学院植物研究所研究员、中国生物多样性保护与绿色发展基金会原副秘书长，弘毅文明驿站创始人）
编辑：Linda