非点源污染具有随机性、不确定性和时空分布不均匀性等特点,是当前研究的热点和难点。本文以松涛水库上游为研究区,以数字高程模型图、土壤图、1975-2014年的气象数据及1988年、2002年和2016年三期土地利用图为基础构建SWAT模型,同时以2016年土地利用现状为基准设置S1-S8共8组情景:S1、S2分别将化肥施用量减少25%和50%;S3将坡度大于25度的耕地和果园还于天然林;S4将耕地转为橡胶;S5将耕地转为果园;S6将耕地转为天然林;S7将果园、耕地和浆纸林全转为橡胶;S8将坡度大于25度的耕地和经济林全转为天然林,以此分析流域内非点源污染氮负荷的时空分布以及不同土地利用情景对氮负荷的影响。丰富了我国热带岛屿水文水资源研究的成果。结果如下:(1)土地利用变化分析。土地利用类型以天然林和农业用地为主。从1988-2016年,表现为明显增长趋势的有浆纸林、橡胶、居民区和耕地,而天然林则为减少趋势。土地利用转移矩阵分析表明,1988年至2002年,共有42.5 km~2土地利用类型发生转化,其中天然林转化面积最大,占比为31.29%,其次为浆纸林、橡胶、果园;2002年至2016年,有108.74km~2的土地利用类型发生转化,天然林转化面积最大,比例为58.06%,其次为橡胶、浆纸林、果园、耕地。(2)模型率定与验证。对以1988、2002和2016年土地利用数据为基础构建的SWAT模型进行率定与验证,径流率定与验证的纳什效率系数Ens均为0.90以上;氨氮率定与验证的Ens为0.54以上,总氮的Ens达到了0.46以上,说明SWAT模型适用于松涛水库上游地区非点源污染模拟。(3)径流变化贡献率分解研究。与天然时期(1975-1996年)相比,人类活动时期(1997-2014年)导致径流变化总量减少10~4 m~3,土地利用变化、气候变化和其他人类活动三者对径流变化的贡献率分别为9.52%、39.68%和50.80%。(4)氮负荷量时空变化规律。将流域划分为16个子流域,整体Ⅰ-Ⅳ四个分区。1988-2016年氮负荷量呈显著增长趋势,与1988年相比,2002年全年总氮增长幅度为114.61%,其中1号子流域氮负荷增量最多,涨幅为223.58%;2016年涨幅为171.65%,其中8号子流域的增长幅度最大,为407.66%。其时空分布变化与土地利用类型有关,当子流域内农作物和经济作物的种植面积增加,相应的氮负荷量也增加。湿季总氮的空间分布与全年分布基本一致,湿季总氮负荷占全年输出约85%,相比于1988年,2002年湿季增长幅度为109.6%,2016年涨幅为167.12%。干季氮负荷2002年比1988年增加153.4%,2016年增加206.75%。(5)子流域内土地利用面积变化与总氮负荷的关系。在1988年和2002年天然林对氮负荷的影响大于2016年,而2016年由于耕地和经济林的增加、天然林减少,天然林对氮负荷量的影响逐渐降低,反之,耕地和经济林对氮负荷量的影响逐渐增加。(6)不同用地对总氮负荷的贡献率。全年总氮负荷贡献率由大到小依次为:天然林>橡胶林>浆纸林>耕地>果园,天然林贡献最高是因为流域内天然林面积最大,占比为64.63%;单位面积不同用地氮负荷量从高到低依次为:耕地>果园>橡胶>浆纸林>天然林,耕地最高达7.7 kg/ha,果园和橡胶分别为7.26 kg/ha和6.65 kg/ha,浆纸林为5.53 kg/ha,天然林仅为1.73 kg/ha。(7)不同土地情景总氮负荷对比。与基准情景相比,情景S1和S2氮负荷分别减少9.62%和15.97%;情景S3和S8的氮负荷减少分别为8.35%和21.26%;情景S4、S5的氮负荷都略有降低,因为橡胶和果园的单位面积氮负荷量略低于耕地;情景S6减少12.58%;S7氮负荷增加4.02%。因此,减少化肥的施用量和退耕还林措施能够有效控制氮负荷量。(8)不同土地利用情景下氮负荷空间分布存在差异。情景S0、S1、S2、S4、S5氮负荷空间分布均是8、16号子流域量最高,S3、S6、S8是16号子流域最高,S7是7、8、16号子流域最高,其中7号子流域分布于流域的西部、8号分布于东部和16号位于南部。氮负荷的空间分布与土地利用变化相关,当子流域内多种植耕地、果园、橡胶或浆纸林时,氮负荷量会相应增加。对策与建议。研究表明减少化肥施用量、将大于25度坡度的耕地和经济林转为天然林、及将全部耕地转为天然林都能有效控制非点源污染发生。提出建议:(1)应在确保农作物正常生长情况下适量减少化肥的施用量;(2)严格实施25度以上坡地退耕还林的措施;(3)应在流域内划分天然林保护区和非点源污染负荷敏感区,对重点区域进行防治和保护。