摘要
气候变化和土地利用模式的变化对以农业为主导的流域水文过程产生重大影响，直接影响区域水和粮食安全。虽然美国许多以农业为主导的流域已实施造林，但在未来气候条件下主要水文过程对造林的响应仍知之甚少。本研究使用SWAT+模型在下密西西比冲积河谷（一个湿润的河流流域）模拟了265种结合未来气候条件和造林水平的场景下三个主要水文变量——蒸散发（ET）、地下水补给和产水量的动态变化。结果显示，与21世纪初（2000–2019年）相比，仅气候变化预计到21世纪末（2080–2099年）将使产水量减少1.4%–2.2%（p > 0.05），地下水补给减少15.1%–21.3%（p < 0.001），而蒸散发增加7.2%–10.6%（p < 0.001）。造林也被预期对流域水文过程产生显著影响。例如，森林覆盖率扩大20%预计将使产水量减少7.2%，而在SSP245情景下，蒸散发和地下水补给预计分别增加3.6%和6.2%。这些发现表明，在湿润地区大规模造林可以显著减少产水量，同时增加浅层含水层储水的地下水补给。因此，造林规划应在空间上进行定向，并与灌溉和地下水管理相协调，以平衡补给收益与产水量减少之间的关系。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
本研究中使用的全部数据和模型输入均可从所引用的数据仓库公开获取。SWAT+模型代码可从其官方仓库（SWAT | 土壤与水评估工具）获取。地形数据可从美国地质调查局SRTM任务（https://earthexplorer.usgs.gov/）获取。土地利用数据来自国家土地覆盖数据库（https://www.mrlc.gov/data）。土壤特性数据可从SSURGO数据库和全球水文土壤组集合（https://daac.ornl.gov/SOILS/guides/Global_Hydrologic_Soil_Group.html）获取。历史气象数据来自GridMET数据集（https://www.climatologylab.org/gridmet.html）。未来气候预测数据来自NASA NEX-GDDP-CMIP6降尺度数据集（https://www.nccs.nasa.gov/services/data-collections/land-based-products/nex-gddp-cmip6）。本研究期间生成并分析的模拟模型输出可在合理请求下从通讯作者处获得。
