2000 - 2015年梅溪河和大宁河流域径流和硝酸盐变化趋势

森环森保所气候变化与生态系统管理学科组在国际学术期刊Ecological Indicators发表题为“景观配置调节气候变化和农业扩张背景下流域水文和面源污染过程”（Landscape configuration mediates hydrology and nonpoint source pollutionunder climate change and agricultural expansion）的论文。
气候变化和景观格局变化直接影响流域水文和非点源污染过程，区分它们的相对贡献对于土地利用规划和流域水质管理具有重要意义。但是，非线性关系、多重因果关系、缺乏对相关机制的理解以及滞后效应共同限制了研究人员诊断原因的能力。为此，本研究以三峡库区两个典型流域（梅溪河和大宁河）为研究对象，通过整合水文模型、随机森林回归、回归树和变差分解识别了气候变化和景观格局变化对径流和硝酸盐负荷的影响。
研究表明，SWAT模型为解析硝酸盐来源及水文过程提供了关键信息。旱地和园地是硝酸盐的主要来源，基流是硝酸盐运移的主要途径。产水量和基流主要受降雨量变化的影响，而地表径流和硝酸盐主要受景观结构变化的影响，尤其是在雨季。此外，该研究还揭示水文过程与环境变化之间相互作用和非线性关系。虽然大规模生态恢复项目改善了森林破碎化状况，但降雨增长和农业扩张抵消了流域尺度上森林恢复对地表径流和硝酸盐的缓解效应。通过镶嵌"汇"斑块将较大面积的农田分割，维持“源”景观破碎化是控制非点源污染的有效途径。本研究强调在恢复策略中不能假设土地利用变化的影响是线性的，而应明确考虑非线性影响、详细的景观配置细节和季节性气候特征。
该论文的第一作者为2017级博士研究生李乐，通讯作者为刘常富教授。该研究得到国家重点研发计划项目的资助。（刘常富/森环森保所）
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107959