杨 琴， 张永勇

1.中国科学院地理科学与资源研究所， 陆地水循环及地表过程重点实验室， 北京 100101 2.中国科学院大学， 北京 100049

水污染是目前危害公众健康和制约流域绿色发展的突出问题[1-2]. 随着我国经济社会的快速发展，水环境急剧恶化[3-4]. 《2018年中国生态环境状况公报》显示，1 935 个监测断面中29%的断面水质处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类及以下，其中6.7%的水体使用功能丧失. 近年来随着水污染治理水平的提高，点源污染得到了有效缓解，但农业等非点源已成为流域水污染的重要来源[5-6]. 研究表明，全球约有30%～50%的地区受到非点源污染的影响，其中美国60%左右的河流污染与非点源污染密切相关[7-8]，我国太湖、巢湖等流域非点源污染负荷的贡献已经超过点源[9-10].

非点源污染负荷估算常采用数学模型准确描述污染物在土壤-水体介质中的迁移转化等过程，从而定量估算负荷总量，并揭示其空间分布特征. 常用的模型有输出系数模型[11]、基于降雨-径流关系扩展的模型[12-14]和基于生物地球化学过程扩展的模型[15]等. 输出系数模型只能反映特定地区污染物的输出且忽略了污染物的迁移转化过程，估算精度较低[9]. 降雨-径流关系扩展模型(如SWAT、ANSWERS和HSPF模型)强调流域水循环过程对水质过程的驱动，忽视了水量水质等过程之间的相互作用机制，对土壤营养物质循环过程的描述不够精细[12-14]. 生物地球化学过程扩展模型(如EPIC、DNDC模型)强调作物的生理生态过程、营养源在土壤层中的垂……