气候与土地利用变化对硝酸盐负荷的综合影响研究——基于SWAT-MODFLOW-RT3D模型的华山水文实验流域模拟分析

《Journal of Hydrology X》：Assessing the effects of climate and land use change on nitrate loads using the SWAT-MODFLOW-RT3D model

本文通过耦合统计降尺度、CA-Markov土地利用预测及SWAT-MODFLOW-RT3D模型，系统评估了不同SSP情景下气候与土地利用变化对流域硝酸盐（NO3?）迁移的影响。研究发现，高强度排放情景（如SSP585）下降水增加和耕地扩张将显著提升硝酸盐负荷，且地表水-地下水交换热点区呈现明显空间异质性，为流域水质管理提供了关键科学依据。

　　

Highlight

未来研究区域硝酸盐氮负荷的变化

河流硝酸盐氮（NO₃-N）负荷表现出明显的年际波动，在不同年份间呈现周期性峰谷变化。在SSP126情景下，预测月均硝酸盐氮负荷为1,711.4公斤，而在SSP245和SSP585情景下，负荷分别增加了35%和47.7%（图7）。这些结果表明，高排放情景下更强的降水和径流增强了水文连通性，并通过河网加速了硝酸盐（NO₃^?）的活化与输出。先前的研究...

结论

本研究通过统计降尺度模型、CA-Markov土地利用预测模型及耦合的SWAT-MODFLOW-RT3D框架，系统评估了气候和土地利用变化对华山水流域未来硝酸盐（NO₃^?）迁移与流失的影响。结果表明，无论在历史时期还是三种气候情景下，地表水-地下水（SW–GW）硝酸盐交换均表现出显著的空间异质性，主要受水文连通性和地下水埋深控制。热点区域集中在...