本文以天津于桥水库流域为研究对象,分析了自1984年到2018年流域的景观格局空间演变特征,并运用地理探测器模型和地理加权回归模型分析景观格局对河流氮磷空间分异的影响,构建SWAT模型模拟流域内水体氮磷负荷变化的情况,并分析不同情景下景观格局变化对河流氮磷负荷的影响。本研究的主要结论有以下几点:(1)流域的景观格局在空间和时间上存在显著异质性,城镇用地占比较大的地区集中于中下游城区,耕地类型的分布受人为因素影响同样集中在中下游地区,上游地区主要的景观类型为林地和园地。流域34年间各种景观类型在面积上发生不同程度的变化,从1984年到2018年总体上表现为林地和耕地面积分别减少了23.3%和8.7%,城镇和园地面积分别增加了13.8%和18.9%,而草地和水体面积发生一定的波动。(2)地理探测器分析表明:景观指数可以反映出对氮磷输出的影响程度的高低,景观综合对比指数(LWLI)、城镇比例(Urban%)、林地比例(For%)对水质指标影响较为显著(p<0.05)。其中,LWLI指数综合多重指标,对总氮(TN)、总磷(TP)解释度最高(q>0.57),能较好地解释氮磷的输出状况。此外,不同的景观指数之间存在较强的交互作用。(3)地理加权回归模型分析表明:LWLI、Urban%、For%对TN、TP影响存在差异,t值在空间分布上存在很大差异。空间上的差异与其他景观指数交互作用相关,景观斑块的多样性、破碎度、形状复杂度、连通度(SHDI、LSI、LPI、CONTAG)对N、P输出有影响。(4)SWAT模型对于流域地表径流和氮、磷污染负荷模拟效果较好,地表径流量、TN和TP在率定期和验证期模拟结果的相关系数(R~2)和纳什系数(NS)均大于0.7。模型验证期地表径流量的R~2和NS系数分别为0.76、0.75;总氮负荷验证期R~2和NS系数分别为0.79、0.76;总磷负荷验证期的R~2和NS系数分别为0.80和0.75。(5)丰水年和枯水年情景下,从1984年到2018年流域总氮和总磷负荷在不断增加,且呈现出稳步上升的趋势,TN在枯水年增加了220.8t,丰水年增加了575.6t。城镇用地和耕地产生的TN、TP负荷量大于其他景观组成类型。各景观类型产生的氮磷污染负荷变化趋势基本一致,从1984年到2018年,城镇用地和园地产生的TN和TP负荷在逐年增长,城镇用地的TN、TP负荷大于园地,耕地和林地产生TN和TP在逐年递减。这表明城镇的扩展对流域氮磷负荷的影响在不断加强,并逐渐成为影响流域氮磷输出的主要因素。