活性氮富集是淡水生态系统面临的重要环境压力，可导致水体富营养化和河流水质退化。河流可通过氮汇功能在活性氮进入下游水体前将其永久去除，从而缓解氮污染在流域水系中的传递。前期研究中，研究团队发现，在高氮负荷城市河流中，硝化、反硝化和藻类同化过程相互耦合，可在一定程度上维持或提升河流自身氮汇功能，削减硝酸盐污染，但同时也增加了温室气体N2O释放。

然而，作为另一类重要的人类活动扰动，稀土矿业开采往往伴随铵盐浸矿残留、稀土元素迁移、酸化和沉积物扰动等多重环境效应。与高氮负荷城市河流不同，稀土矿区流域往往同时受到高氮排水输入与稀土元素富集的双重影响，形成稀土元素富集型高氮矿山排水（REE-rich, high-nitrogen mining drainage, REEs-HNMD）复合胁迫，从而可能重塑河流氮循环过程。在REEs-HNMD影响下，河流系统能否继续维持氮汇功能，并缓解稀土开采带来的氮污染风险，仍缺乏明确认识。

 针对这一问题，研究团队以典型离子吸附型稀土矿区河流为研究对象，聚焦沉积物反硝化和厌氧氨氧化这两种主要氮汇途径，综合运用15N同位素标记、硝酸盐氮氧同位素、微生物群落、反硝化功能基因和结构方程模型等方法，系统评估了REEs-HNMD对河流沉积物氮汇功能的影响。研究发现，反硝化是稀土矿区河流沉积物中主要的永久性氮去除途径，而厌氧氨氧化贡献较小。反硝化并未随氮负荷升高而持续增强，而是对REEs-HNMD表现出明显非线性响应：中等污染条件下，较高氮底物供应在一定程度上促进反硝化；高污染条件下，稀土元素富集、高氮输入和沉积物扰动等复合胁迫则显著抑制反硝化过程，导致河流氮去除能力下降。功能基因、微生物群落和硝酸盐氮氧同位素证据进一步表明，REEs-HNMD主要通过影响沉积物微生物反硝化功能，削弱流域尺度上的反硝化作用，进而降低河流对氮污染的自然缓冲能力。

研究揭示了稀土矿区河流氮循环对复合污染胁迫的非线性响应机制，表明稀土矿区高氮排水不仅是氮污染输入源，还通过抑制沉积物微生物氮去除过程，使河流由“氮污染缓冲带”转变为“氮污染传输通道”。这一认识拓展了矿区流域氮循环过程研究，也提示稀土矿区水环境治理不能仅关注水体氮浓度削减，还应重视河流沉积物氮汇功能的保护与恢复。

相关研究成果以“REEs-HNMD weakens riverine N-sink function through suppressed sediment denitrification in a rare-earth mining watershed”为题发表在Journal of Hazardous Materials上。禤映雪为论文第一作者，鲁显楷研究员参与指导了研究工作。研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142223

图1 REEs-HNMD影响河流氮汇功能的概念图