近日，中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所環境安全評價與污染防控研究組在內陸地表水非點源污染的驅動機制研究方面取得新進展。研究發現，用于描述大尺度氣候變化的氣候指數對飲用水源地水體總氮（TN）濃度具有顯著的驅動作用，為非點源污染防治提供了全新的視角。相關結果發表于《水文學雜志》（Journal of Hydrology）。
總氮是評估飲用水源地水質的重要指標，其濃度變化通常受氣象、大氣氮沉降、土地利用和污染物排放等自然與人為因素影響。然而，大尺度氣候指數對總氮濃度的影響至今鮮有研究。探究這一影響面臨多重挑戰：理想的研究區、總氮監測數據稀缺，以及飲用水源地總氮濃度普遍偏低且變化范圍較窄。
為克服上述挑戰，研究團隊利用2016~2022年衛星影像及人工采樣實驗室分析數據，結合自主研發的ResANN等機器學習模型，構建了總氮濃度的遙感反演模型。在此基礎上，融合研究區域的26個氣象要素與110個氣候指數（最長滯后6個月），共1008個潛在氣候驅動因子，系統評估了它們對總氮濃度變化的影響。
結果表明，平均風速和西半球暖池指數是總氮濃度的主要氣候驅動因子，說明氣候指數對總氮濃度的影響與氣象要素相當，不可忽視。此外，東太平洋副高北界位置指數、黑潮區海溫指數和太平洋—北美指數也對總氮濃度有一定的影響。氣候驅動因子對總氮濃度的影響存在5~6個月的滯后效應。
研究進一步發現，西半球暖池指數、東太平洋副高北界位置指數、黑潮區海溫指數和太平洋—北美指數共同構成了一條橫跨北太平洋熱帶和溫帶區域的封閉環流通道。該通道釋放大量海洋熱量，增強大氣不穩定性和垂直運動，進而顯著改變風場、溫度場與降水分布，影響區域氮循環及水體總氮濃度。在該通道影響范圍內，自然源與人為源（如工業與農業）釋放的活性氮被輸送并沉降到陸地和水體。
環植所副研究員李寧為第一作者，該所副研究員陳淼和武漢理工大學教授熊盛武為通訊作者。該研究得到了海南省重點研發計劃、中國熱帶農業科學院國家熱帶農業科學中心科技創新團隊和海南省自然科學基金等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133661
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