气候变化情景下淮河上游流域氮排放预测研究

作     者：侯玥 徐成东 刘伟 殷倩 HOU Yue;XU Chengdong;LIU Wei;YIN Qian

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国-丹麦科研教育中心北京100190 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2022年第24卷第8期

页      面：1558-1574页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42071375、41971357、41531179) 国家重点研发计划项目(2016YFC1302504、2020YFC-1807404) 国家社会科学基金重大项目(21&ZD186) 

主　　题：气候变化 非点源污染 SWAT模型 淮滨流域 空间分异性 地理探测器 

摘      要：淮河流域是水体遭受营养盐污染较严重的地区,本研究选择淮河上游的淮滨流域(淮滨站以上,流域面积1.6万km~2)为研究对象,首先构建了淮滨流域SWAT水文水质模型,然后利用2011—2017年淮滨站实测的月径流和月氨氮浓度对SWAT模型进行了校正与验证,最后基于全球气候模型(GCM)气象数据,预测了未来30年(2020—2029年、2030—2039年、2040—2049年)不同气候变化情境(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)下的径流、氨氮浓度和非点源总氮负荷。结果发现,径流在校正期和验证期的Nash-Suttcliffe系数均为0.79,氨氮在校正期和验证期的Nash-Suttcliffe系数均高于0.5,表明模型的适用性良好。研究发现本研究区施肥量与土地利用类型是非点源氮负荷空间分异的主导因素。2020—2049年,不同气候变化情景下,本研究区的降水量和气温均为增长趋势。假如保持基准期(2011—2016年)污染排放强度,仅考虑气候变化影响,流域内非点源污染总氮负荷将比基准期最多增加31.8%,流域出水口淮滨站的年均氨氮浓度将最多减小42.6%。本研究可以为气候变化下淮滨流域的水文水质管理提供科学支撑。