凡翔，吳鳳平，孟岑，葉磊，李希，張滿意，李裕元，吳根義，吳金水

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院，長沙 410128；2.中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，長沙 410125；3.生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學研究所，廣州 510655）

農(nóng)業(yè)面源污染作為當前水污染的主要來源之一，已經(jīng)成為水環(huán)境質(zhì)量改善的主要難點和突破口[1-2]。我國農(nóng)業(yè)面源污染負荷監(jiān)測的起步較晚，多數(shù)流域基礎數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)較為匱乏。此外，由于我國不同區(qū)域、流域自然環(huán)境差異較大，導致基于個別流域建立的污染物負荷估算模型難以進行大范圍推廣。因此流域農(nóng)業(yè)面源污染負荷估算需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)和難點：（1）便捷、科學、準確地識別農(nóng)業(yè)面源污染輸出、遷移過程；（2）小尺度估算模型向大尺度流域的推廣應用。目前針對我國農(nóng)業(yè)面源污染負荷量的測算研究應用最為廣泛的是輸出系數(shù)模型[3]。輸出系數(shù)模型作為一種半分布式的集總模型，具有物理意義明確、結(jié)構(gòu)簡單、對數(shù)據(jù)包容性較高等優(yōu)點，在我國已經(jīng)得到廣泛應用[4-5]。傳統(tǒng)輸出系數(shù)模型中各污染源氮輸出系數(shù)估算方法有引用文獻、田塊尺度測算、小流域監(jiān)測、模型反演[6]。但由于生產(chǎn)管理模式、自然條件等差異導致輸出系數(shù)存在顯著的時空差異，例如，部分研究中不同區(qū)域及耕作類型農(nóng)田氮輸出系數(shù)為3.0～32.9 kg·hm-2·a-1[7]?？梢姡壳拔覈敵鱿禂?shù)研究還不足以支撐不同區(qū)域、不同污染源氮輸出系數(shù)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。此外，農(nóng)業(yè)面源污染物產(chǎn)生和遷移過程還受到水文、氣象、下墊面條件和人為活動等因素影響[8-9]。在應用輸出系數(shù)模型時還應當考慮污染物在遷移到受納水體過程中的損失（即污染物入河系數(shù)），以便準確估算進入受納水體中的污染物的量[10]。因此為了建立我國相似區(qū)域內(nèi)具有推廣性的流域面源污染負荷估算模型，可以對現(xiàn)有輸出系數(shù)模型進行如下改進：（1）引入流域人為氮輸入代替各污染源氮產(chǎn)生量，減小由氮輸出系數(shù)所造成的估算結(jié)果的不確定性，避免由污染負荷產(chǎn)生邊界定義的分歧所導致的影響。人為氮凈輸入（NANI）作為一種估算人為氮輸入的主要方法，其數(shù)據(jù)獲取容易、計算過程簡便、計算結(jié)果可靠，被研究人員廣泛用于評估世界各地的氮循環(huán)情況[11-13]。相較于傳統(tǒng)的輸出系數(shù)模型，基于NANI構(gòu)建的總氮負荷估算模型其污染源的輸出系數(shù)及入河系數(shù)不會受到主觀因素的影響，從而提高了精度。（2）構(gòu)建具有區(qū)域地帶相似的污染物入河系數(shù)擬合模型。入河系數(shù)的影響因素較為復雜，涉及到氣候條件[14]、自然地理條件[15]、人類活動[16]等諸多方面。而通過不同區(qū)域、尺度基本流域單元所構(gòu)建的基于流域關(guān)鍵影響因子的污染物入河系數(shù)回歸模型可以為全國范圍內(nèi)入河系數(shù)提供參考，解決區(qū)域差異性所導致的單一模型在應用方面的局限性。

南方丘陵區(qū)作為我國重要的農(nóng)產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)集約化程度高，水系分布較為密集，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的水體氮含量超標對當?shù)厮h(huán)境造成了嚴重影響[17]。該區(qū)域不同流域間具有基本相似的土地利用格局，基于小尺度流域為基本測算單元建立的流域氮輸出負荷模型向大尺度流域推廣具有更好的類比性和可操作性。本研究基于撈刀河源頭流域（金井河）長期水文、水質(zhì)監(jiān)測等數(shù)據(jù)，篩選并構(gòu)建流域人為氮入河系數(shù)關(guān)鍵影響因子模型，并結(jié)合流域NANI 模型對流域河流氮負荷通量進行模擬。同時將基于金井河流域構(gòu)建的河流氮負荷估算模型應用于下游大尺度流域（撈刀河流域），對模型尺度轉(zhuǎn)換適用性進行評價。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

撈刀河流域位于湖南省長沙市境內(nèi)，為湘江一級支流，面積2 543 km2，總?cè)丝?7.7 萬人。流域氣候?qū)儆诘湫蛠啛釒駶櫦撅L氣候，年平均降水量1 200～1 500 mm，年平均氣溫17.2 ℃，無霜期274 d。流域河流設有4個監(jiān)測斷面，其主要信息見表1，其中撈刀河口斷面農(nóng)田、住宅用地和林地分別占集水區(qū)總面積的22.3%、7.3%和43.6%。流域內(nèi)主要作物為水稻、煙草、茶葉等。

金井河流域（27°55′～28°40′N、112°56′～113°30′E）為撈刀河源頭流域，流域面積134.4 km2，總?cè)丝诩s4.2 萬人。農(nóng)田、住宅用地和林地分別占集水區(qū)總面積的31.6%、2.7%和62.8%。流域內(nèi)無大型廠礦企業(yè)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以水稻種植為主，主要經(jīng)濟作物為茶葉、蔬菜等，畜禽養(yǎng)殖以生豬養(yǎng)殖為主。

1.2 數(shù)據(jù)來源

1.2.1 水文、水質(zhì)數(shù)據(jù)

在金井河流域出口及7 個集水區(qū)（面積2.6～51 hm2）河流出口設置水文實時監(jiān)測系統(tǒng)與水質(zhì)采樣點（圖1）。水文監(jiān)測系統(tǒng)每10 min 自動記錄河流流量數(shù)據(jù)。水質(zhì)采樣頻率為10 d 1 次，水樣采集及運輸依照HJ 493—2009 標準。采集水樣通常于24 h 內(nèi)室內(nèi)分析，水樣總氮（TN）分析方法為過硫酸鉀消解-流動分析儀法。

撈刀河流域4 個斷面流量、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)從湖南省生態(tài)環(huán)境廳、長沙市水利局獲取。

1.2.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

構(gòu)建流域NANI 模型需要研究區(qū)相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，由于農(nóng)村統(tǒng)計年鑒只提供縣域尺度，因此通過隨機抽樣調(diào)查獲取金井河流域相關(guān)數(shù)據(jù)，為保證數(shù)據(jù)精度，調(diào)查數(shù)為流域居民總戶數(shù)的10%左右。調(diào)查內(nèi)容主要為常住人口、農(nóng)田面積、農(nóng)作物類型、產(chǎn)量及去向、化肥施用量、畜禽養(yǎng)殖、廢物處理方式等。同時利用GPS 定位儀記錄了各戶的坐標（圖2）。撈刀河流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)（2018 年）通過隨機抽樣調(diào)查結(jié)合農(nóng)村統(tǒng)計年鑒獲取，其中抽樣調(diào)查數(shù)為1 942戶。

1.3 NANI計算及不確定性分析

NANI（kg·hm-2·a-1）主要由5 部分組成：化肥施用（CF）、農(nóng)田固氮（ABF）、大氣沉降（NAD）、食品/飼料凈輸入（NFFI）、種子輸入（SI）[18]，其計算公式為：

表1 金井河流域和撈刀河流域4個斷面主要信息Table 1 Main information of Jinjing River watershed and four sections in Laodao River watershed

式中：AC 為動物氮消耗量；HC 為人類氮消耗量；G 為農(nóng)作物產(chǎn)品氮含量；AP 為動物產(chǎn)品氮含量；GL 為由于蟲害、加工、儲存過程使農(nóng)作物產(chǎn)品損失的氮含量；APL 為由于腐敗或不能食用而損失的畜禽產(chǎn)品中的氮含量。APL、GL均假定占總量的10%[19]。

1.3.1 化肥凈氮輸入

研究區(qū)為典型農(nóng)業(yè)流域，農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，長期以來化肥施用量較高，是人為氮輸入的重要組成部分?；实斎雰H計算化學肥料的輸入量，而有機肥主要來源于流域內(nèi)部循環(huán)，主要包括人畜糞便有機肥和農(nóng)作物秸稈等，因此有機肥不納入其中。本研究通過入戶調(diào)查數(shù)據(jù)獲取氮肥的施用量，化肥凈氮輸入以每戶所施用的化肥的種類和質(zhì)量乘以相應的含氮量再除以流域面積進行計算。

1.3.2 作物固氮凈輸入

不同土地利用類型的固氮速率也不相同。本研究中稻田和旱地年均固氮速率分別取值30 kg·hm-2·a-1和 15 kg·hm-2·a-1[20]。Howarth 等[21]認為將林地固氮量納入計算會導致較大的誤差，因此本研究考慮林地屬于自然生態(tài)系統(tǒng)而未納入計算。

1.3.3 種子氮凈輸入

研究區(qū)為典型農(nóng)業(yè)流域，種植占比較高，且種植習慣以水稻和蔬菜為主，因此在計算NANI 時應把種子氮輸入加入。種子氮輸入為農(nóng)田種植面積與單位面積投入種子含氮量的乘積。根據(jù)文獻和當?shù)氐膶嶋H情況，水稻和蔬菜的單位種植面積種子含氮量分別取值為0.69 kg·hm-2和0.03 kg·hm-2[22]。

1.3.4 食品、飼料凈氮輸入

食品、飼料的氮輸入是NANI 的重要來源，其輸入與輸出是驅(qū)使氮素在不同區(qū)域間流動的主要驅(qū)動力。人類消耗氮量根據(jù)每個研究區(qū)居民人口總數(shù)乘以人均食品氮消耗量計算得到。動物消耗氮量根據(jù)每個研究區(qū)內(nèi)不同種類動物的養(yǎng)殖量乘以該種動物的平均氮消耗量計算得到。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，研究流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖主要以生豬養(yǎng)殖為主，生豬分別為母豬、育肥豬和小豬，其飼養(yǎng)周期平均為365、90 d 和30 d。禽類養(yǎng)殖以雞、鴨為主，其養(yǎng)殖周期平均為90 d。動物產(chǎn)品氮含量為該種動物的數(shù)量與動物產(chǎn)品平均含氮量的乘積。農(nóng)作物產(chǎn)品氮含量為農(nóng)作物產(chǎn)量與農(nóng)作物氮含量的乘積，金井河流域農(nóng)作物氮含量主要考慮水稻、油菜、蔬菜等農(nóng)作物，其產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于入戶調(diào)查數(shù)據(jù)。人均氮消耗量、不同畜禽年均氮消耗量及排泄量、農(nóng)作物產(chǎn)品和動物產(chǎn)品氮含量參考Han 等[22]的研究成果。

1.3.5 大氣氮沉降量凈輸入

大氣干濕沉降數(shù)據(jù)來源于研究站設置在林地、農(nóng)田、茶園3 種不同土地利用方式下的大氣氮沉降監(jiān)測點。濕沉降主要包括雨水中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和可溶性有機氮的沉降量；干沉降為站區(qū)使用DELTA 系統(tǒng)和被動采樣器測定的大氣中溶解性銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、顆粒態(tài)銨氮和硝態(tài)氮以及二氧化氮濃度，頻率為每月一次，將所測定數(shù)據(jù)代入相應公式計算得到干沉降速率及干沉降量[23]。

1.3.6 不確定性分析

為了計算由調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)帶來的不確定性，運用蒙特卡洛模擬法，假定所有統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)存在30%的誤差，并服從正態(tài)分布[19]。NA?NI 的均值及其95%置信區(qū)間由10 000 次蒙特卡洛模擬得到。

1.4 河流TN負荷估算方法

本研究通過篩選關(guān)鍵影響因子并構(gòu)建流域TN入河系數(shù)回歸模型，結(jié)合NANI 模型構(gòu)建流域河流氮輸出負荷估算模型。模型如下：

式中：a為流域 TN 入河系數(shù)；ANL 為流域河流 TN 年均負荷，kg·hm-2·a-1；Ci為第i次監(jiān)測點水體 TN 濃度，mg·L-1；Qi為第i次監(jiān)測點流量，m3·s-1；31 536 為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)；A為集水區(qū)面積，hm2；α為自然氣候驅(qū)動因子（如降雨量等）；β為地形地貌驅(qū)動因子（如平均高程、坡度、徑流系數(shù)等）；γ為人類活動驅(qū)動因子（如農(nóng)田比例等）。

1.5 模型率定與驗證

利用金井河流域2012—2016 年數(shù)據(jù)計算TN 入河系數(shù)a，篩選關(guān)鍵影響因子并構(gòu)建a的多元回歸模型。通過2017 年流域NANI 與模擬a值計算得到河流TN 模擬負荷，采用決定系數(shù)R2和納什效率系數(shù)（Nash-sutcliffe，NSE）對TN模擬負荷進行評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 流域人為氮凈輸入計算

金井河流域8個集水區(qū)NANI從2012年到2017年的變化范圍為（81.7±7.0）～（198.2±32.5）kg·hm-2·a-1（圖3），呈顯著降低趨勢，以水壩為例，NANI從（171.3±36.1）kg·hm-2·a-1降低到（109.2±12.5）kg·hm-2·a-1。此外，不同集水區(qū)間NANI存在顯著差異（P＜0.01），如脫甲河[（170.8±22.1）kg·hm-2·a-1]顯著高于其余集水區(qū)。

NANI 主要源為氮沉降和化肥凈輸入，分別為26.35%～57.86%和33.53%～67.98%（表2）。部分集水區(qū)食物和飼料凈輸入出現(xiàn)負值，這主要是由生豬禁養(yǎng)所導致的。作物固氮所占比例為2.59%～3.64%，種子輸入占比最小，為0.10%～0.15%。

表2 2012—2017 年金井河流域不同集水區(qū)NANI各氮源所占年平均比例（%）Table 2 Percentage of different N source in NANI in 8 catchments of Jinjing watershed from 2012—2017（%）

2.2 流域TN入河系數(shù)回歸模型構(gòu)建

2012—2016 年金井河流域內(nèi)TN 入河系數(shù)（TN/NANI）范圍為0.042～0.155（表3）。

表3 2012—2016年各集水區(qū)TN入河系數(shù)Table 3 TN inflow coefficient of each watershed from 2012 to 2016

利用相關(guān)分析篩選TN 入河系數(shù)地形地貌（平均坡度、平均高程）、水文氣象（降雨量、徑流深、徑流系數(shù)）、土地利用（集水區(qū)面積、農(nóng)田面積百分比、河網(wǎng)密度）等關(guān)鍵影響因子。結(jié)果表明，除集水區(qū)面積和降雨量外，其余因子均與入河系數(shù)顯著相關(guān)（P＜0.01），其中坡度、高程、農(nóng)田面積為負相關(guān)（表4）。

根據(jù)相關(guān)分析，以入河系數(shù)為因變量，顯著相關(guān)因子（P＜0.01）為自變量，構(gòu)建入河系數(shù)多元回歸模型，模型如下：

式中：aTN為TN 入河系數(shù)；E為流域平均高程；RC為徑流系數(shù)。

利用回歸模型計算得到2017 年金井河流域TN入河系數(shù)模擬值，結(jié)合各集水區(qū)NANI得出2017年河流TN 負荷模擬值。將實測值與模擬值對比，其決定系數(shù)R2=0.729，納什效率系數(shù)NSE=0.714（圖4）。結(jié)果表明，通過該模型能夠較好地模擬流域集水區(qū)河流TN負荷。

2.3 模型從小尺度向大尺度推廣應用

金井河流域內(nèi)無大型廠礦企業(yè)和污水處理廠，所構(gòu)建模型忽略點源負荷，因此運用模型對撈刀河流域（含大型城鎮(zhèn)、廠礦和污水處理設施）河流TN 負荷模擬、驗證時需扣除流域的點源排放量。經(jīng)計算得到石塘鋪、星沙水廠、石子、撈刀河口4 個控制斷面所在集水區(qū) TN 入河系數(shù)分別為 0.092、0.101、0.123、0.144，結(jié)合4 個監(jiān)測斷面所在集水區(qū)NANI 值（93.6～104.3 kg·hm-2·a-1）得到河流 TN 模擬負荷為8.61～15.01 kg·hm-2·a-1。相較扣除點源后實測負荷，誤差為10.3%～17.2%（表5）。

表4 流域TN入河系數(shù)與流域地形地貌、自然氣候、人類活動等因子的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between TN coefficient and watershed topography，natural climate，human activities and other factors

3 討論

3.1 NANI時空變化及組成特征

金井河流域2012—2017 年NANI 呈顯著降低趨勢，但對比國內(nèi)外其他地區(qū)流域NANI 仍然較高。例如：我國長江、淮河流域NANI 分別為 60.53～105.02、53.00～242.01 kg·hm-2·a-1[8，16]，美國東南部地區(qū) NANI變化范圍為 26.76～48.84 kg·hm-2·a-1[21]，法國、英國、波 羅 的 海 流 域 NANI 分 別 為 23.75～239.30、27.94～120.49、1.49～45.14 kg·hm-2·a-1[24]。NANI 變化的大小通常取決于某個空間單位內(nèi)不同來源的相對強度。人口、畜禽密度、農(nóng)田面積、化肥投入等人為氮輸入在不同的空間尺度上分布不均勻，這主要是由空間異質(zhì)性和區(qū)域特殊性造成的。這表明對于NANI 的變化，小尺度（102km2）流域相較大尺度流域具有更高的敏感性[17]。同時本研究通過入戶調(diào)查直接獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，避免了由大尺度行政單元統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)化所造成的不確定性。金井河流域NANI 輸入源結(jié)構(gòu)也具有一定的區(qū)域特點，不同集水區(qū)氮沉降占比為26.3%～57.9%。這與多數(shù)研究結(jié)果相似，如美國不同區(qū)域氮沉降凈輸入占NANI 比約為25%～44%[25]。集水區(qū)間化肥氮輸入所占比差別較小，主要與農(nóng)田面積、種植作物和管理制度有關(guān)，如九溪源茶園面積比例較高，而單位面積茶園氮肥施用量為450 kg·hm-2·a-1，高于稻田施用量，星沙土地利用中農(nóng)田多為雙季稻，因此化肥氮輸入量高于其他集水區(qū)。

3.2 TN入河系數(shù)主要影響因子

流域TN 入河系數(shù)平均為0.06～0.11，低于國內(nèi)外研究結(jié)果（0.15～0.25），這是由于傳統(tǒng)計算TN 入河系數(shù)時采用各污染源TN產(chǎn)生量[7]，而本研究中入河系數(shù)根據(jù)人為TN 投入量計算得到，由于滯留效應，各源TN 排放量小于投入量[16]，因此本研究中TN 入河系數(shù)較低。金井河不同集水區(qū)TN 入河系數(shù)存在顯著差異，這是由入河系數(shù)受到地形地貌、水文氣象、土地利用等因子的影響不同所導致的差異。相關(guān)分析結(jié)果表明，流域TN 入河系數(shù)受地形地貌（平均坡度、平均高程）、水文氣象（降雨量、流深、徑流系數(shù)）、土地利用（集水區(qū)面積、農(nóng)田面積百分比、河網(wǎng)密度）等因子影響。高程、坡度、河網(wǎng)密度等地形因子主要通過影響氮素在地表停留時間來調(diào)節(jié)氮素的輸出，Schaefer等[15]認為當高程、坡度升高時會導致氮素在地表停留時間減少，而反硝化作用的量與地表停留時間相關(guān)，因此反硝化作用被減弱，入河系數(shù)提高。而河網(wǎng)密度提高增加了氮素在地表的停留時間，因此入河系數(shù)降低。土地利用能夠反映人類活動對TN 入河系數(shù)的影響，研究表明農(nóng)田面積比例雖然小于林地面積比例，但其變動會對河流氮輸出產(chǎn)生顯著影響[12]。本研究中農(nóng)田面積比例與TN入河系數(shù)顯著相關(guān)，這可能是農(nóng)田面積增加導致化肥使用量提高，進而影響了TN入河系數(shù)。

降雨過程能夠影響NANI 進入水體的過程，從而影響TN入河系數(shù)。降雨過程通過降雨沖刷與地表徑流的輸移作用對生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)產(chǎn)生影響，同時降雨造成的濕沉降也是NANI 的輸入源之一。本研究中降雨量與TN 入河系數(shù)無顯著相關(guān)性，這可能是由于金井河流域不同集水區(qū)降雨量差異不顯著，且年際間變化較穩(wěn)定，Schaefer 等[26]在美國西部的研究結(jié)果表明，TN 入河系數(shù)與氣候因素無顯著相關(guān)性。這是因為降雨過程受下墊面類型、地表排水狀況等因素影響，不同流域徑流量差異很大，因此難以直接采用降雨量來分析其對TN入河系數(shù)的影響。

表5 撈刀河流域4個監(jiān)測斷面河流TN負荷模擬值與實測值Table 5 Simulated and measured values of TN load of rivers with four monitoring sections in Laodao River watershed

此外，將流域TN 入河系數(shù)回歸模型運用到其他流域還需考慮尺度、溫度、土壤和植被攔截因子等影響因素。本研究結(jié)果表明，小流域范圍（集水區(qū)面積2.6～204.1 km2）上尺度與TN 入河系數(shù)無顯著相關(guān)性，這可能是因為在小尺度流域中，氮污染負荷進入水體的遷移距離較短，NANI 進入水體效率較高。有研究認為在大中型流域中河流TN 負荷與NANI 相關(guān)性較好[27]，而在小尺度中NANI對于河流TN 負荷變異能力的解釋不足[28]。因此將該模型運用到其他大中型流域中需考慮尺度對TN入河系數(shù)的影響。氮污染負荷進入水體的遷移過程中，會受到土壤和植被的截留，金井河流域土壤和植被攔截因子由于沒有相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此未能對這兩類型因子的主要參數(shù)進行計算。Schaefer 等[15]在美國東南部和東北部研究發(fā)現(xiàn)TN 入河系數(shù)與溫度的相關(guān)性最為顯著，主要表現(xiàn)在溫度對反硝化速率的影響，而本研究由于研究區(qū)域限制，無法對溫度的影響作用進行研究。

3.3 小尺度向大尺度擴展的適用性評價

本研究將基于金井河流域構(gòu)建的河流氮負荷估算模型在下游撈刀河流域進行了擴展應用，模擬值與實測值誤差為10.3%～17.2%。本研究主要用于計算河流農(nóng)業(yè)源TN 負荷，從農(nóng)業(yè)源流域向大尺度進行推廣應用，計算河流TN 負荷時應當將點源污染負荷納入其中。此外，由于小尺度流域中氮污染負荷進入水體的遷移距離較短，其遷移過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)化、損耗較少，NANI進入水體的效率較高，而在大中型流域中其遷移距離較長，且由于匯流時間較長，流域地形地貌、人類活動、氣候條件、土壤和植被等情況較為復雜[29-30]，因此氮污染負荷在進入水體過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)化、損耗對比小流域相對較高。若要進一步提高該模型的精確度，需考慮引入流域遷移損失因子。龐樹江等[31]在考慮降雨因子的輸出系數(shù)模型基礎上引入流域損失系數(shù)，結(jié)果表明該方法估算負荷最接近實測值，模型估算誤差較低。同時，隨著尺度轉(zhuǎn)化以后，不同流域間土地利用格局的改變也會在不同程度上影響模擬精度[26]，從而帶來誤差。因此，小尺度向大尺度擴展具有一定的準確性和可行性，在區(qū)域特征基本一致的前提下，構(gòu)建的模型可以推廣應用，而且南方丘陵地區(qū)在地形地貌、水文氣象、土地利用等方面與本研究流域較為接近，因此該模型具有一定的適用性。

4 結(jié)論

（1）金井河流域的NANI從2012年到2017年變化范圍為（81.7±7.0）～（198.2±32.5）kg·hm-2·a-1，整體呈現(xiàn)降低趨勢，氮沉降、化肥凈輸入為NANI 的主要輸入源。

（2）通過結(jié)合NANI 模型和TN 入河系數(shù)關(guān)鍵影響因子回歸模型構(gòu)建的流域河流氮負荷入河系數(shù)模型，能夠較好地模擬流域河流氮負荷，其決定系數(shù)為0.729，納什效率系數(shù)為0.714。入河系數(shù)關(guān)鍵影響因子為徑流系數(shù)和平均高程。

（3）將基于小尺度金井河流域所構(gòu)建的估算模型運用于下游大尺度撈刀河流域時，模擬結(jié)果誤差為10.3%～17.2%，說明在區(qū)域特征基本一致時，構(gòu)建的模型可以推廣應用。