河流冲洪积和湖泊沉积含水层系统在全球和中国范围内广泛分布，是主要农业生产活动区。受农业集中开采和过量施肥影响，该类型区包气带氮储量增加和地下水硝酸盐浓度增长的问题较为突出。而流域尺度施氮水平、包气带岩性、水文地质条件、地貌沉积特征等条件的差异，使得农业面源污染引起的氮素负荷和土壤氮素进入含水层通量也具有较强时空差异性。目前，关于流域尺度受水文地质条件和地貌类型控制的土壤氮素淋失机制仍不明确，制约了流域尺度面源污染管理和水土环境保护。

中国科学院遗传发育所农业资源研究中心王仕琴课题组以白洋淀流域作为典型河流冲洪积和湖泊沉积地貌类型区，揭示了流域尺度地貌沉积特征对深层包气带土壤水分入渗、氮素累积与淋失过程的主控作用。上游冲洪积扇土壤沉积类型从粗/细砂为主，转变为下游泛滥平原的砂-粘互层，再向湖泊洼地区的单一厚层粘土沉积转变；受地貌沉积类型的控制，相同土地利用类型或施氮水平下，流域上游到下游氮淋失量具有降低趋势，氮累积量具有上升趋势。其中，冲洪积扇地区土壤垂向入渗速度快，造成深层土壤高氮淋失通量（252.0 kg·N·ha-1）和低氮累积量（352.7 kg·N·ha-1）；而优先流或侧向流的存在也是深层土壤剖面氮多峰值分布和地下水硝酸盐污染的主要原因。湖泊洼地区土壤水垂向入渗稳定，土壤剖面氮分布为单一峰剖面，粘土阻滞作用造成低氮淋失通量（9.8 kg·N·ha-1）和高氮累积量（3276.7 kg·N·ha-1），地下水水质较为稳定。该研究从地貌沉积类型的角度揭示了农业氮素投入对深层土壤氮淋失的区域差异性影响，为相似流域分区分策防控农业面源污染防控提供了重要的理论依据和实践指导，也为雄安新区和白洋淀流域农业可持续发展和生态环境保护提供了科学支撑。

上述研究以“Geomorphologic and sedimentary features dominate the nitrogen accumulation and leaching in the deep vadose zone from a catchment viewpoint”为题发表在Journal of Hydrology期刊上。檀康达博士为第一作者，王仕琴研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2021YFD1700500）、国家自然科学基金项目（42377080、42071053）、河北省创新群体项目（D2021503001）资助。

全文链接：Kangda Tan, Shiqin Wang, Wenbo Zheng, Zhixiong Zhang, Bingxia Liu, 2025. Geomorphologic and sedimentary features dominate the nitrogen accumulation and leaching in the deep vadose zone from a catchment viewpoint. Journal of Hydrology 652, 132682. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.132682.

图1 不同地貌沉积特征深层包气带氮累积与淋失过程概念图