华北平原是全球典型的高强度农业种植区，受经济效益驱动和对蔬菜需求量的增加，在近几十年该区域大量的小麦玉米农田（粮田）转化为水肥投入更高的菜地。农业区过量施用氮肥和高强度灌溉导致浅层地下水硝态氮污染风险增加，位于根系层以下的深层包气带是控制水分和氮素从地表进入含水层的关键场所。揭示华北平原粮田转菜地对深层包气带水氮运移和地下水环境的影响，是支撑区域地下水可持续利用的重要科学问题。

中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心闵雷雷研究组和沈彦俊组研究组联合，通过深层包气带采样，利用环境示踪方法，分析了华北平原粮田转菜地对包气带水氮运移和浅层地下水硝态氮污染的影响。研究发现，粮田转菜地后，深层包气带硝态氮累积量在山前平原和中部平原分别增加163.2%和102.7%。粮田转菜地加速了深层包气带中硝态氮向下迁移的速率，山前平原从0.8±0.5m yr−1增加至0.9±0.6 m yr−1，中部平原从0.2±0.1m yr−1增加至0.9±0.1 m yr−1，硝态氮淋失通量也显著增加。山前平原的部分菜地种植区已导致大量氮肥进入含水层。该研究结果为区域地下水量质管理提供重要理论支撑。

上述研究以“Evaluating the impacts of converting grain to vegetable fields on nitrate transport in the deep vadose zone of the North China Plain”为题发表在Journal of Geographic Science期刊上。刘美英特别研究助理为第一作者，闵雷雷研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（41930865）和河北省创新能力提升计划项目（225A4201D）资助。

全文链接：https://doi.org/10.1007/s11442-025-2318-3

图 1 华北山前、中部平原粮田、菜地深层包气带水氮运移