新闻公告稻作流域是我国典型的农业流域，广泛分布于我国西南、华南、华中、东南、东北地区。由于灌溉的需要，分布有大量的沟渠、池塘、水库、河流等水体。稻作流域农业集约化程度高，为保证区域水稻高产，氮肥年投入量高达550-650kg/ha，氮肥利用率不足40%，大量的氮素通过径流流失到周边水体，是区域水体氮污染负荷的主要来源之一。围绕面源氮水体消纳机制不清、沿程迁移路径不明、模拟与管理难度大等问题，本项目取得以下创新成果：
1、创建了操作简单，经济可行，准确度高的淹水环境反硝化产物直接测定新方法，明确了稻作流域氮素流失在沟、渠、塘、河等水体的消纳特征与消纳系数，量化了稻田氮素损失的入河系数约为化肥氮投入量的5.8%，阐明了影响水体消纳速率的生物与非生物机理，提出了更准确的水体反硝化消纳模型，预测精度达84%。为建立面源污染源头流失与水质负荷之间的响应关系提供了依据。
图1 稻作流域各水体消纳系数与入河（湖）系数
2、首次提出了耦合水体分布和面源负荷的概念模型，从理论上解析了水体面积和位置对流域面源氮负荷的影响。阐明湿地修复过程中，优先考虑水体位置能获得更好消纳效果。提出了面源污染物与水体连通性的新指标和方法，高效识别污染物与水体、水体与水体之间的拓扑关系，耦合污染物沿程迁移路径的水体消纳速率及其面积/长度。为新一代轻简式流域面源污染模拟系统构建垫定了理论基础。
图2 面源污染路径识别与沿程消纳计算流程
3、针对我国稻作流域多水体分布导致的面源污染路径复杂特点，开发了一个参数少、操作简单、结果可视化、模拟结果可靠的全新流域面源污染模拟系统。该系统以污染物路径识别为核心、工具条式功能开发为特色，污染物流失量-消纳量-负荷量分布式模拟为根本，为流域面源污染的智慧管理如生态湿地选址、农场选址、污染物路径追踪、减排策略分析、风险评估、水质目标实现等提供新的途径。
图3流域面源污染模型框架、功能与界面平台
本项目近3年来发表SCI论文36篇，中文论文8篇，获授权专利2件，软件著作权1件，专著4部。上述研究成果获南京土壤所2020年度科技奖二等奖（主要完成人：夏永秋，颜晓元，单军，遆超普，周伟）。