密西西比河流域是美国的鱼米之乡.据美国农业部的统计，农作物的面积占整个密西西比流域的30％，主要农作物包括玉米、大豆、小麦、棉花、水稻等.整个密西西比河流域生产了全世界40％的玉米和40％的大豆.然而，农业生产活动严重影响了碳、氮和磷等营养元素的生物地球化学循环.例如，作物生产导致了土壤中有机物的大量流失，转换土壤中的碳成为大气中的二氧化碳(温室气体).同时，肥料的使用造成大量的氮、磷流失到水体，最终导致淡水和海湾生态系统富营养化.密西西比河年平均流量为7000 – 20000 立方米/秒，它每年向北墨西哥湾转移1.45 亿吨泥沙等沉积物.这些沉积物中就含有大量的氮和磷，它们是导致北墨西哥湾富养化和水体缺氧的主要原因之一.这些营养物质污染加上全流域的灌溉用水紧张以及近几年的干旱 给密西西比河流域的水质与水生态系统健康带来巨大威胁.本研究分析了美国农业部2010 年发起的全流域13 个州农业污染控制、流域修复，及河流生态系统的响应.