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近年来，在全球气候变化的影响下，人类正面临着严峻的环境问题。土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change, LUCC)是人类活动和自然要素共同作用的结果，因而成为研究自然与人文过程的理想切入点，成为全球变化研究的热点领域。流域水环境污染来源可分为点源污染和非点源污染。目前，对点源污染的控制和治理技术已经相对成熟，因而流域的非点源污染问题成为人们研究的热点问题。我国的非点源污染问题是造成水环境问题的主要因素。非点源污染的特性决定了流域非点源污染主要来自农业生产，乌梁素海流域以农牧业为主要经济发展产业是导致流域内非点源污染严重的主要诱因之一。因而研究乌梁素海流域非点源污染对LUCC的响应对于当地的湖泊水环境治理以及未来土地利用的规划提供了科学依据和理论支撑，同时也为研究LUCC的水环境效应问题提供了一套行之有效的研究方法。本论文旨在研究乌梁素海流域非点源污染负荷对LUCC的响应，即通过设定LUCC情景来研究流域非点源污染负荷量对LUC的变动做出怎样的响应，主要研究内容如下：(1)通过遥感解译、实地调查与文献调研等方式获取了乌梁素海流域的自然地理、社会经济以及水文气象资料等数据之后，本研究构建了HSPF水文模型模拟了2009年流域非点源污染负荷，模拟结果表明其负荷量的空间分布与流域内的土地利用类型相关；(2)根据收集的影响LUCC转换的驱动因子，设计了LUCC情景，包括趋势增长情景、环保优先情景以及增长优先情景，制定出三种情景的LUCC参数，用以构建LUCC动力学模型；(3)以遥感解译的2000年和2005年两期LUCC数据为作为基准年，分别模拟了乌梁素海流域三种LUCC情景下未来30年的土地利用转换情况；(4)将模拟出的乌梁素海流域三种情景下未来土地利用转换情况数据作为HSPF水文模型模拟未来流域水文过程的LUCC参数，最终模拟出了乌梁素海流域在LUCC情景下的非点源污染负荷以反映其对LUCC的响应。结果表明，在趋势增长情景下，乌梁素海流域2030年的非点源污染结果为总氮5152t，总磷670t；在环保优先情景下，乌梁素海流域2030年的非点源污染负荷模拟结果为总氮4808t，总磷625t；在增长优先情景下，乌梁素海流域2030年的非点源污染负荷模拟结果为总氮6687t，总磷871t。