本文以太湖流域作为研究区，研究目标定位于在现代工业与农业背景下探讨流域营养物质输移的演化过程及机制。利用分布式环境水文机理性模型SWAT(SoilAndWaterAssessmentTools)作为模拟工具，在综合考虑地形、土壤、气象、土地利用等流域自然特征的基础上，结合流域内工业点源排放、农业化肥使用、城市乡镇农村居民生活排污以及养殖业排污等因素，利用1960～2002年不同时段和年份的实测气象资料、人口数据、牲畜养殖数据、农作物产量数据、工业点源排放数据、农业化肥及农业耕作制度与管理方式数据，模拟在现代工业过程和现代农业生产过程等人类活动方式下，流域产生的营养物质在经过土壤过程、植物(作物)生长过程和水文过程等众多地理环境过程之后，入湖营养物质浓度和总量的时空分布，评估不同营养物质来源对入湖营养物质的贡献份额，分析不同土地利用方式对营养物质输移的影响，确立营养物质产出的关键区域；进而分析太湖流域营养物质输移的基本变化格局以及湖泊富营养化演化对工业发展、农业种植与管理、自然要素变化等过程的响应关系，为治理和控制湖泊富营养化等水环境问题提供科学依据。 通过SWAT模型的模拟，获得了1990s后期太湖流域营养物质输移的时空分布的数量关系与格局。其中时间特征表现在5～8月是太湖流域营养物质输移总量的高峰期，而低值期出现在10～11月。空间模拟表现出了明显的空间差异，总氮总磷入湖量的贡献份额中，湖西区所占的比重最大，分别为43.2％和44.9％，武虞区仅次于湖西区，分别为34.1％和33.4％，浙西区最小，只及武虞区的一半左右，分别为22.7％和21.7％。空间差异表明，湖西区和武虞区是营养物质外源输入的主要贡献地区。其中武虞区是值得注意的区域，如果该区对长江的外排不畅，则该区将是营养物质外源输入的最大来源。整个太湖流域来水区产生的营养负荷入湖总量，总氮每年在40000t左右，总磷在2000t左右。总氮总磷的单位面积产出率高的区域主要分布在无锡、宜兴、常州、镇江、张家港、湖州等几个主要城市，其总氮和总磷的产出率分别为7000～8000kg/km2、950～1050kg/km2。 在各种土地利用类型中，农田的总氮和总磷产出率是最大的，其中又以武虞区农田的总氮总磷产出率为最大，湖西区次之，浙西区最小。对总氮总磷产出影响较大的土地利用是园地和旱地。造成农田总氮总磷产出率大的直接原因是农田的农业化肥施用量远远超过农田的实际需要量。 5个营养源因子的敏感性试验表明，生活污水排放是最重要的营养物质来源，它以点源和非点源的形式排放了总氮总磷入湖总量的31％和47％；工业点源对营养负荷入湖总量的贡献仅次于生活污水，贡献率分别为30％和16％；这两项来源占总氮总磷外源输入的60％以上。由此反映了生活污水和工业点源是最重要的营养物质来源，在湖泊富营养化治理中应十分注意。而农业化肥对总氮总磷的贡献率分别为15％和14％：牲畜养殖排污对总氮总磷的贡献率分别为10％和11％；因此农业化肥和牲畜养殖排放也是值得注意的营养源。从营养负荷排放的形式来看，包含工业点源和部分生活污水的点源对总氮总磷的贡献率分别占47％和44％，而包含农业化肥、牲畜养殖、土壤营养本底、部分生活污水等面源因素对总氮总磷的贡献率则达53％和56％。由此可以看出，非点源形式的营养物质来源是太湖外源输入的主要形式。在模拟量化了自然因子和人类活动因子后发现，人类活动的方式和强度是引发太湖富营养化的最主要的因素，在营养盐入湖总量中，大约86％的总氮和88％的总磷来源于人类活动。 通过对1960s太湖营养物质输移的模拟，估计在现代工业与农业初期，太湖流域总氮总磷入湖浓度分别在1.70mg/L和0.12mg/L的水平，入湖总量总氮在万吨以下水平(7472.5t)和总磷在千吨以下水平(708.6t)。点源与非点源排放的总氮总磷分别占入湖量的23.4％、26.2％和76.6％和74.8％；大约有65.7％的入湖总氮69.2％的入湖总磷与人类活动相关。在1960s初期到1990s后期的近四十年间，太湖流域入湖的总氮总磷浓度分别增加了136.0％和186.4％，而总氮总磷的入湖总量则分别增加了427.0％和177.5％；在这近四十年间，对总氮总磷输移变化起主要作用的营养源集中表现在工业点源、农业化肥和城镇生活污水上。 1960s～2002年太湖流域营养物质输移趋势的模拟表明：总氮总磷的入湖浓度和总量变化是呈波动上升趋势的，期间有3年和5年的振荡周期，并且振荡幅度有随时间推移而增大的趋势。模拟结果与实测的太湖水体总氮总磷浓度变化趋势有很好的一致性，与湖泊沉积物总氮总磷的浓度变化趋势也有很好的相似性。 通过对营养盐趋势变化的模拟分析，本研究提出了一个太湖富营养化治理的营养盐总量控制临界范围。总氮的总量控制临界范围应该在15000～20000t之间，浓度在2.5～3.0mg/L之间；总磷的总量控制临界范围应该在1000～1500t之间，浓度在0.1～0.2mg/L之间。 此外，通过分析大面积蓝藻水华暴发与入湖总氮总磷浓度峰值出现时间的关系，发现自1980s中期以来，氮和磷等营养元素不再是限制性或关键性元素。这说明在湖泊水体进入富营养化阶段后，外源性营养盐对“饱和”湖泊水体的作用甚微。但与气候变化的关系分析表明两者有较好的相关关系。因而在高度富营养的湖泊，气象条件是引起蓝藻水华大面积暴发而形成重大水环境事件的主导性因素，这对论证未来湖泊水体的长期演化有重要的科学意义。