城西水库是滁州市唯一的地表饮用水源地，指出近些年来在城西水库周边点源污染得到初步控制的情况下，非点源污染已经成为城西水库水质污染的重要原因，必须加以研究和控制。本研究基于土地利用/覆被格局，构建了模拟每个栅格像元上污染物质向受纳水体的输出贡献量和被各种土地覆被类型截留量的物理过程模型；以磷素作为指示污染物，对滁州城西水库水源地的水源保护进行研究，估算其非点源污染负荷、分析其流域内非点源污染时空分布规律，研究了两个关键时期流域土地利用和覆被变化的时空特征及其对流域内非点源负荷的影响，对非点源污染关键区进行识别，并研究未来不同管理情下城西水库非点源污染负荷的响应，最终形成城西水库水源地的保护策略。主要结论如下：（1）2011年，全流域向水库输出总磷总量达到2085.65kg·a-1。其中，农田全年总磷输出量占据整个流域总磷输出量的85.48%，农田是城西水库非点源污染最为主要的产污源。（2）流域中部的主河道附近及水库入库处是水文敏感区指数高值的集中分布区。2000和2010年，流域向城西水库输出总磷量分别达到2580.38kg和2461.20kg。水库西北部的市农科所、城郊居委会、水产研究所、太平村等是流域内单位面积平均磷素输出量最高的区域，亦即对于城西水库受纳水体水质危害最大的关键源区。（3）流域上输出的大多数磷素在向城西水库的运移过程中均被各类植被生态系统有效的截留移除。2000和2010年，被该流域中各类生态系统过滤移除而未进入城西水库水环境的磷素总量分别为5774.49kg和5422.36kg，有效截留移除的磷负荷占流域总磷负荷的69.12%和68.78%。由于城西水库土地覆被布局现状的缺陷，林地和草地对磷素的截留能力没能充分发挥。（4）目前国家的退耕还林政策单纯以坡度作为指标来指导土地利用/覆被类型的转化，对于减轻城西水库流域水环境中磷素非点源污染的功能较差。若在该流域布设不同宽度的林草缓冲带的情景能够起到很好的减少水体非点源污染的效果。在各个情景中，入库磷素强度相对较高的像元多分布于小沙河入库处和流域河网附近。