大气污染防治是实现碳达峰碳中和的有力支撑,也是保障公众健康的重要途径
PM2.5能够吸附有毒有害物质,进入人体肺部甚至血液,是威胁人居环境和居民健康的首要污染物
长期粗放式发展模式引发严重生态问题和环境污染,尤其是大气污染问题日益突出
到2030年,全国所有城市的空气质量要达到国家二级标准,PM2.5年均浓度限值为35 μg/m³
长江经济带三大国家级城市群的空间分布与特征
包括江浙沪3个重要沿海省市,是经济发展的重要引擎、长江经济带的引领者
以武汉为核心城市,包括湖北、湖南和江西三省,承东启西连接南北
以成都、重庆为中心,是西部大开发的重要平台,是长江经济带的战略支撑
多方法融合的PM2.5时空演变分析框架
通过全局和局部莫兰指数量化PM2.5的空间分布模式和聚集特征
识别和量化影响PM2.5浓度的关键因素,确定最优离散化方式
多尺度时空地理加权回归,同时考虑时空异质性和多尺度效应
探究PM2.5影响因素的时空变化规律和异质性特征
2012-2022年三大城市群PM2.5浓度变化趋势
以2013年为拐点,PM2.5浓度先上升后不断下降,2014-2015年下降幅度最大
平均浓度43.37 μg/m³,降幅约50.38%
平均浓度42.06 μg/m³,2020-2021年出现反弹
平均浓度42.05 μg/m³,整体改善明显
"冬高夏低、春秋居中"的季节性变化规律
月均PM2.5浓度表现为"U"型起伏,大部分区域降至50 μg/m³以下
各季节空气质量均得到大幅提升,尤其以冬季改善明显
PM2.5浓度的空间聚集模式与分布特征
三大城市群年均PM2.5在整体上呈现显著的空间正相关
Moran's I > 0,表明PM2.5浓度存在空间聚集现象
单个城市群的空间自相关性存在差异
主要分布在长江三角洲城市群和长江中游城市群的西北部,少数分布在成渝城市群川南地区的泸州和自贡
主要分布在长江经济带东南沿海和江西省
仅位于湖北宜昌
PM2.5空间分异的关键驱动因素识别
因素类型 | 探测因素 | 因素类型 | 探测因素 |
---|---|---|---|
社会经济 | 道路密度 | km/km² | 城市交通设施的覆盖程度 |
人均GDP | 人/元 | 城市经济发展和生活水平 | |
人口密度 | 人/km² | 城市人口分布状况 | |
第二产业占比 | % | 城市工业化水平 | |
夜间灯光指数 | — | 城市化水平 | |
规模以上工业数量 | 个 | 城市企业发展状况 | |
自然气象 | 年均风速 | m/s | 城市自然状况 |
坡度 | 度 | 地形特征 | |
NDVI | — | 植被覆盖状况 | |
年均气温 | ℃ | 气候条件 | |
年均降水量 | mm | 气候条件 |
对PM2.5空间分异的影响最大,工业化程度是主要驱动因素
植被覆盖度对PM2.5浓度具有显著的抑制作用
经济发展水平与PM2.5浓度呈现复杂的非线性关系
多尺度时空地理加权回归模型的优越性与回归系数分析
在拟合PM2.5方面表现出优于其他空间回归模型的精度
同时考虑了长时间序列和多尺度分析,赋予每个变量最优的空间带宽和时间带宽
能够有效捕捉不同变量之间的时空尺度差异
人均GDP(主导因素)、年均降水量、NDVI、规模以上工业数量
第二产业占比(正相关)、年均气温、人口密度
年均风速和坡度的影响强度相对较弱,具有两个方向的作用效果
影响因素作用效果的时空变化规律
不同城市群的影响因素作用强度存在显著差异
从东部到西部,经济因素的影响逐渐减弱
地形和气象因素在山区和平原地区作用效果不同
2013年前后影响因素的作用效果发生明显转变
环保政策实施后,工业因素的负面影响逐渐减弱
经济发展与环境保护的协调性不断提升
MGTWR方法的优势与研究发现
"本研究揭示了长江经济带三大城市群PM2.5的时空演变规律及其影响因素的异质性特征,为区域大气污染防治和环境管理提供了科学依据。"
基于研究结果的政策建议与实践指导
调整第二产业结构,推动传统工业转型升级,发展清洁生产技术
加强植被恢复和生态建设,提高NDVI覆盖率,发挥生态系统的净化功能
基于时空异质性特征,制定差异化的区域大气污染防治策略