近期，郑州大学伏牛山野外站岳彩鹏教授、孙涛副研究员等围绕集约化农田地下水硝酸盐污染的短期预测问题开展研究，相关成果以“Legacy-buffered groundwater nitrate limits predictability from short-term hydroclimatic windows across intensive wheat–maize croplands”为题发表于国际知名环境科学期刊 Environmental Research。

地下水污染为何具有“历史记忆”？

农业生产过程中，未被作物利用的部分氮素可在土壤和地下环境中积累，并在此后持续参与迁移转化。这些历史输入形成的“遗留氮”，可能使水质改善滞后于农业管理措施的调整。因此，认识地下水硝酸盐污染，既要关注当前的氮输入，也需要考虑过去积累的氮如何继续影响水环境。

近期的降雨与干旱，能够在多大程度上反映地下水硝酸盐状况？围绕这一问题，研究团队沿河南省南北方向选取4处小麦—玉米轮作农田，将采样前不同时间窗口的气象数据，与0—50厘米土壤氮库、氮循环相关酶活性、地下水硝酸盐及其氮氧双同位素进行联合分析。

土壤与地下水呈现不同的短期响应

研究发现，前期较干燥的条件与较高的土壤硝态氮储量相关，干旱发生频率梯度可解释土壤硝态氮储量变异的41%。在地下水中，相关分析对硝酸盐变异的解释比例为19%，其与短期土壤指标及气象指标的同期联系未达到显著水平。同位素变化模式进一步支持了多源混合与迁移滞后的解释。

这些结果提示，土壤中的短期变化不能直接等同于地下水中的同步变化。从遗留氮的角度理解，地下环境如同保留了过去氮输入的“记忆”：氮素的储存、释放与迁移，使当前水质包含不同时间形成的影响。因而，仅观察近期天气或一次土壤采样结果，可能难以完整判断地下水污染状况。

污染防控需要兼顾当下管理与长期积累

研究支持持续减少长期氮盈余，并在地下水监测中充分考虑地下储存和响应滞后。 对农业水环境管理而言，这意味着治理成效的评价需要与污染物迁移的时间尺度相匹配：短期内水质改善不明显，不能简单据此判断减氮措施无效；持续控制新增氮盈余，同时跟踪历史积累的释放过程，才能更合理地识别水质变化趋势。已有遗留氮研究也强调，将历史积累纳入管理，是推动水质持续改善的重要环节。

该研究获得国家重点研发计划（2021YFD1700900）、国家自然科学基金（42307314）和中国博士后科学基金（2023M733200）资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.125010