人类社会和经济的迅猛发展造成生产生活用水不断增加,导致水资源日益匮乏,水环境污染日益严重。另外,随着全球气候变化,极端灾害发生频率和强度不断增加,导致区域水资源及水污染问题更加突出。最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs)是治理水环境污染最为有效的手段之一。结合水文模型分析BMPs的有效性,具有耗时短及灵活的优点,是当前流域农业非点源污染控制和辅助流域管理决策的重要手段。然而水文模型的参数、结构及数据输入均具有不确定性,导致流域BMPs的有效性分析存在不确定性。同时,未来气候变化的预测具有不确定性,充分分析气候变化下BMPs的有效性和不确定性,有助于制定更加有效的防治措施以及防范气候变化下水质变化的风险。山美水库流域位于福建省泉州市西北部,担负着下游600万人口的生活和生产用水,年供水量约10亿m~3。近年来,流域非点源污染突出,库区总氮持续超标,水源地供水水质受到严重危胁。山美水库流域总氮输出的控制已经成为山美水库水质治理的重点。本文以山美水库流域为研究区,构建山美水库流域精度较高的日尺度氮污染AnnAGNPS模型。通过情景模拟技术设置了6种BMPs,分析了BMP对泥沙及总氮的削减效果;结合拉丁超立方抽样和“异参同效”参数组的选取,在不同的时空尺度上,评估参数不确定性对BMPs有效性的影响。最后,结合五种GCM模式和四种RCP情景,分析在未来气候变化下,BMPs的有效性及其弹性。结果表明:(1)当前气候条件下,免耕与梯田的泥沙削减率最为显著,其次为河岸缓冲带、少耕和退耕还林;梯田与退耕还林的总氮削减率最为显著,其次依次为免耕、少耕、适量施肥和河岸缓冲带。(2)河岸缓冲带、少耕、免耕、梯田等BMPs的总氮削减量在不同月份的变化趋势与泥沙的变化趋势一致,合理施肥与退耕还林则与流域施肥情况相关性更高。(3)不同BMPs泥沙或总氮年单位面积负荷量的不确定性无明显差异,且泥沙年单位面积负荷量的不确定性大于总氮的不确定性。而不同BMPs泥沙或总氮削减率不确定性存在差异,且总氮削减率不确定性的差异更显著。(4)在月时间尺度上,除少耕外,其他BMPs泥沙和总氮削减量的不确定性均表现为汛期高于非汛期;泥沙在各个月份削减量的不确定性均高于总氮,其中河岸缓冲带、少耕与免耕措施的泥沙和总氮削减量变化趋势一致。在空间尺度上,各项BMPs泥沙或总氮削减量的不确定性空间分布具有相似性,但泥沙和总氮削减量的不确定性具有明显的空间差异性。(5)未来气候条件下,免耕、梯田与退耕还林的泥沙和总氮削减量均高于河岸缓冲带与少耕。BMPs泥沙削减量受GCM模式及RCP情景的影响较小,少耕与免耕的总氮削减量受GCM模式及RCP情景的影响较显著。(6)与当前气候条件相比,在未来气候条件下,河岸缓冲带的泥沙、总氮削减量增加最显著,且总氮削减量的增加更多;适量施肥的总氮削减量减少最显著;少耕与免耕相似,泥沙削减量减弱,总氮削减量增加,但少耕泥沙和总氮削减量的变化幅度较免耕小;退耕还林与梯田的泥沙、总氮削减量减少,但梯田泥沙削减削减效果与当前基本相当。BMPs的泥沙及总氮削减量弹性受RCP及GCM的影响存在差异,且受GCM的影响大于RCP的影响。此外,总氮削减量的弹性受GCM及RCP的影响高于泥沙。