【摘 要】
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气候变化的加剧,受到学术界乃至全社会的广泛关注。研究水文与水质对气候变化的响应特征,是流域水资源管理及应对气候变化的关键。本研究以闽江上游为研究区,基于SWAT水文水质模型,结合水文、水质、气象等观测数据,进行模型参数敏感性分析与本地化。以1961-2018年为历史参考期,2021-2100年为未来气候变化期,多情景气象数据驱动SWAT模型,实现气候变化下河流、子流域和流域等尺度上水文过程及总氮运
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气候变化的加剧,受到学术界乃至全社会的广泛关注。研究水文与水质对气候变化的响应特征,是流域水资源管理及应对气候变化的关键。本研究以闽江上游为研究区,基于SWAT水文水质模型,结合水文、水质、气象等观测数据,进行模型参数敏感性分析与本地化。以1961-2018年为历史参考期,2021-2100年为未来气候变化期,多情景气象数据驱动SWAT模型,实现气候变化下河流、子流域和流域等尺度上水文过程及总氮运移模拟。在气候变化分析的基础上,利用数理统计模型和时空刻画方法,探索径流及总氮参数对气候变化的响应特征;利用多时间尺度干旱指数刻画和分析干旱事件时空演变特征,基于多尺度干旱（短、中和长期）事件的严重性探索河流总氮对干旱事件的响应特征。本研究旨在揭示总氮参数对气候变化的响应,为指导区域水生态安全和水资源管理提供科学依据,具有重要的科学意义和现实指导意义。本研究得到以下结论:（1）水文水质模型的参数敏感性分析采用LH-OAT法,识别出对径流敏感性较高的参数主要为:ALPHA＿B、CH＿K2、CH＿N2、CANMX、EPCO,对总氮量敏感性较高的参数主要为:SOL＿NO3、SOL＿K、SOL＿AWC、SOL＿ORGN。使用SUFI-2算法率定和验证模型参数,其校准和验证二者精度R~2为0.83与0.76,NSE为0.77与0.73,PBIAS为14.3%与5.9%,模型精度能满足本研究要求。（2）历史气象数据分析表明:1961-2018年气温增加趋势显著,增温速率为0.19oC/10yr,降水年际差异较大,其变化速率不显著;RCP4.5和RCP8.5两种排放路径、5种气候模式下的10种未来气候情景分析表明:闽江上游流域2021-2100年气温持续增加,RCP8.5情景下气温增幅更高,MI4情景下气温增加速率最快,为0.74oC/10yr。未来气候变化较历史参考期,年极端高温天数增加显著。（3）SWAT模型模拟结果表明:历史参考期,降水与径流量及总氮量的相关系数分别为0.95和0.63;未来气候变化期,其相关系数分别为0.91和0.70;较历史参考期,未来年径流量、年总氮量和年平均总氮浓度均呈下降趋势,降幅分别为5.63%、19.10%和15.09%;径流量和总氮参数对气温的响应明显弱于降水。未来气候情景下河流总氮对降水的响应程度高于历史情景。（4）历史参考期,河流径流和总氮对多尺度干旱事件特征指标（严重性）的响应分析表明:短期、中期和长期干旱事件特征指标均与径流量及总氮量成明显负相关关系（P＜0.001）,短期、中期和长期干旱严重性每提高1,河流年总氮量将分别降低131、66和45吨。干旱导致径流量与总氮量均减少,而总氮浓度与干旱严重性关系较弱。
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