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非点源污染起源于分散、多样的地区，地理边界和发生位置难以识别和确定，随机性强、成因复杂、潜伏周期长，因而防治十分困难。在太湖和滇池等重要湖泊，非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一。湖泊与流域是一个自然与社会密切相关的互为反馈的动态变化系统，研究湖泊-流域系统营养物质产生、输移、转化与控制能有效防治湖泊污染，实现湖泊-流域的可持续发展。乐安河流域作为鄱阳湖流域内典型的农业小流域，农业非点源污染引起的水质恶化已给当地自然生态和社会经济产生一定影响。研究营养物质产出与输移机理，预测未来水质变化趋势是制定高效、理性非点源污染治理措施的科学依据，具有非常重要的战略和现实意义。
本文根据乐安河流域17个监测断面在2009-2011年间的定期观测数据分析了乐安河流域非点源氮磷时空变化规律，并利用WATLAC水文模型和MESAW营养盐模型相结合对乐安河流域营养物质产出与输移进行模拟，估算主要土地利用方式营养物输出系数及河道滞留率，并通过MARKOV模型模拟未来土地变化，预测水质变化趋势，及其对流域可持续发展的影响。得到主要结论如下:
1、乐安河流域非点源氮及其主要物质形态的变化趋势基本一致，在4月汛期及春耕农业生产开始后迅速上升，至6月达到较高水平;之后在夏季水量达到最大时下降至最低水平;9月后随着乐安河流域进入干旱期，水量下降，秋季农业生产的开展再次升高，在12月水量最小时升至最高水平;营养物浓度在下游地区普遍高于上游地区。说明农业生产活动及农药化肥过量施用是引起非点源污染的主要原因，而降雨是导致污染物质向河道迁移的主要驱动因素，林地对非点源污染物有较好的截留降解作用;
2、通过MESAW模型对乐安河流域非点源氮磷产出及输移进行模拟，得出流域内年氮产出量为10438.0吨，对流域出口处的贡献量为5855.7吨，滞留率为43.9％;磷年产出量为1003.7吨，流域出口的贡献量为344.9吨，滞留率为65.6％。由于氮的可溶性强和流动性更强，因此比磷的产生量和贡献量都更多。而磷主要以颗粒态形式存在，可以通过物理沉降停留在河道中，因此有更高的滞留率;
3、氮磷在枯水期的滞留率都高于丰水期，这是因为枯水期降雨减少，径流量降低，水流较缓，延长营养盐在河道输移的时间。2011年6月的集中强降雨导致大量溶解性氮在短时间内迅速进入河道水体，使其滞留率在2011年丰水期比2010年同期降低了15％;这次强降雨同时也携带了部分长期吸附在土壤中的颗粒态磷进入水体，使该时期的磷滞留率升高了近10％;
4、在各土地利用方式面积不变的前提下，将流域上游源头山区280.57km2的零散耕地移到中游地区时，氮产出量减少4.1％;对流域出口处贡献量减少9.7％，滞留率增加3.3％。磷年产出减少1.3％，贡献量减少8.6％，滞留率升高2.5％;但如移到下游地区，会使氮磷产出和贡献量升高，滞留率降低。可见，改善源头区环境，将耕地移到坡度较缓、河道较长，滞留率较高且距流域出口还有较长距离的中游地区可减少非点源污染产出和贡献量，但是要避免移到下游地区或距离流域出口太近的地方;
5、乐安河流域可持续发展指数为0.72，属于中等水平。这其中最高参数值为水文现状指标(0.88)，而最低值为压力指数参数(0.25)，这也充分反应了流域内目前水质尚好，水量也充分，但社会经济发展及气候变化影响已带来巨大压力，因此为了全面提高流域的可持续发展能力，水权使用方和政策制定者应致力于提高流域内特别是源头地区水源涵养功能，合理制定土地利用规划，保护现有林地，改善土壤环境，提升流域内部环境容量。