中国沿海地区大气污染特征及其聚类分析

为识别我国沿海地区的大气污染分布特征,基于2015—2016年我国沿海12个省(自治区、直辖市)的115个地级以上城市ρ(PM_(2.5))、ρ(PM_(10))、ρ(NO_2)、ρ(O_3)、ρ(CO)和ρ(SO_2)监测数据,在分析其时空分布特征的基础上,结合主成分分析和AIC(改进赤池信息准则)开展我国沿海地区大气污染聚类分析研究.结果表明:我国沿海地区颗粒物污染严重,其中70%和54%的城市未达到GB 3095—2012《环境空气质量标准》中ρ(PM_(2.5))和ρ(PM_(10))二级标准,ρ(PM_(2.5))在空间上以浙江省金华市为界呈"北高南低"、金华市以北地区"西高东低"的分布特征;环渤海带及长三角地区ρ(O_3)处于相对较高水平,山东省中部ρ(SO_2)突出,最高值达71.3μg/m^3.根据6种大气污染物监测值,可将115个地级以上城市聚为3类:类Ⅰ包括河北省南部和山东省西部在内的21个城市,空间分布连续且相对集中,受本地源和扩散条件的影响,各项大气污染物质量浓度均处于较高水平;类Ⅱ包括辽宁省、山东省东部和长三角等地区的42个城市,各项大气污染物质量浓度较类Ⅰ有所降低,ρ(PM_(2.5))降低(比类Ⅰ低34.2%)明显,更多表现为受工业和散煤燃烧影响的SO_2污染,和受海运船舶和陆路交通源影响的NO_2污染;类Ⅲ包括福建省、广东省和广西壮族自治区沿海一带的52个城市,大气污染物质量浓度相对较低,空气质量较优,受季风和外来源影响的秋季O_3污染特征明显.3类城市ρ(O_3)平均值相近但季节性变化有所差异,类Ⅰ和类Ⅱρ(O_3)峰值均出现在6月,类Ⅰρ(O_3)季节性差异更为显著,类Ⅲ峰值出现在10月,全年变幅相对较小.研究显示,我国沿海地区山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征,广西壮族自治区柳州市与周边城市呈不同聚类特征,ρ(PM)和ρ(SO_2)相对较高,为大气污染热点.

基于土地利用/覆盖变化的中国大陆沿海地区生态状况评价

研究沿海地区土地利用变化及其对生态状况的影响,对于了解区域生态状况演变乃至全球变化具有重要意义.本研究以中国大陆沿海地区1980、1990、1995、2000、2005、2010和2015年7期土地利用/覆盖、高程及基础地理信息数据为关键数据源,利用生态等级指数法,对10个省级行政单位56个城市的生态状况进行综合评价,分析其时间动态演变和空间分异特征,深入探讨了高程分异及海陆梯度对我国大陆沿海地区生态状况的影响.结果表明:1980—2015年间,我国大陆沿海地区生态状况基本稳定,呈现逐步恶化、局部改善的特征.我国大陆沿海地区生态状况大致以杭州湾为界,呈南高北低的空间分异特征.大陆沿海地区生态等级指数高程分异显著,海拔<10 m的地区生态状况相对较差,海拔<30 m的区域在研究时段内生态状况的恶化趋势最为明显;研究区生态状况随着海拔的升高而增加,且海拔>400m区域的生态状况在研究时段内呈现逐步好转的趋势.大陆沿海地区生态等级指数在海陆方向上亦存在梯度特征,自陆向海呈现高-低-高模式,距海10 km处生态状况变化最为显著,且随着距海距离的增加而降低.

长三角地区空气质量国控环境监测点空间代表性评价--以PM_(2.5)为例

2013年我国正式开展了113个环境保护重点城市和国家环境保护模范城市细颗粒物等项目监测,目前已建成国家环境空气质量监测网络.为了较好地将空气质量国控环境监测点(简称国控点)监测结果提升到区域和全球水平,须了解当前空气质量环境监测网络的空间代表性.本文以长三角地区为研究区域,基于国控点空间分布信息,结合区域第二产业比重(POSI)、地区生产总值(GDP)、人口(POP)、风速(WDSP)、降水量(PRCP)、气温(TEMP)、增强型植被指数(EVI)和数字高程模型(DEM)8个影响细颗粒物(PM_(2.5))相关变量,在1 km×1 km空间分辨率下计算长三角地区129个国控点与研究区域中其他位置(像元)的多维欧氏距离,并结合K均值聚类方法开展区域国控点PM_(2.5)监测的空间代表性评价及优化.结果表明:①长三角地区129个国控点代表区域面积差异明显,其中,上海市淀山湖站点的代表面积最大,为37933 km^(2),南京市迈皋桥站点的代表面积最小,仅为4 km^(2);②长三角地区国控点能较好地代表整个区域的PM_(2.5)空间分布,现有国控点对PM_(2.5)空间分布代表的有效范围(即像元与国控点多维欧氏距离低于全区平均值的区域)占总面积的63.23%;③难以被现有国控点代表性的区域主要集中在江苏省太湖、洪泽湖等水域、上海市中心城区与崇明沿海地区及浙江西南部山地地区;④在浙江省绍兴市与衢州市新增2个国控点,中东部丘陵地区的区域代表性可得到明显改善,长三角地区国控点可代表区域面积占比整体提高16.4%.