长三角地区秸秆焚烧所引起的黑碳气溶胶排放及环境影响研究
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长江三角洲地区是以上海为龙头的苏浙经济带,由江浙沪毗邻地区的25个城市组成,也称“泛长三角”,该地区是重要的农产品商品基地,种植业占主导地位。每年产生大量秸秆,秸秆的大面积露天焚烧造成严重的空气污染,已成为区域性问题。依据国内外文献调研,目前还缺乏专门针对该地区农作物秸秆燃烧黑碳排放的研究。因此,本研究针对长江三角洲地区的25个城市,利用精确到各县市的农作物产量资料、主要农作物草谷比、各地区秸秆焚烧比例,黒碳排放因子,估算研究区域内秸秆露天焚烧量,对秸秆焚烧引起的黑碳排放量进行了估算,分析了秸秆焚烧量、黑碳排放量的时空分布,在此基础上,分析MODIS火点与空气污染指数(API)时空分布的相关性,评估秸秆焚烧对区域环境质量的影响。文章首先针对长三角地区两省一市的种植结构,对水稻、小麦、玉米等主要农作物的产量进行统计,利用主要农作物的草谷比有区别、分主次进行统计,得出不同地区秸秆理论资源量,依据各地经济水平和农民收入情况等因素计算得出秸秆焚烧比例,进而得出不同地区秸秆露天焚烧量,根据排放因子,得出黑碳气溶胶排放量。通过本研究的估算,长三角地区2010年秸秆理论资源量为5278万吨,焚烧量为961.7万吨,占秸秆总量的19%。与同类文献比较统计结果偏低。秸秆焚烧存在明显的区域性,主要焚烧区域在江苏省,尤其是江苏北部地区。然后,结合2010年6月麦收期间长三角地区的MODIS火点数据,进行火点时空演变规律的分析,结果表明小麦收获期间区域内共存在682个火点,涉及53个江苏的县市和15个浙江县市,火点分布面积很大,火点分布比较集中,主要分布在苏北地区。火点的分布跟行政边界的划分和地方政府的监管力度有关。火点的演变规律与江苏省小麦收获期完全吻合。最后,结合2010年麦收期间江苏省内28个常规空气监测站的API数据,分析了火点与API分布的关联性,结果表明火点密集区和API高值区在空间移动上有很好的一致性,表明污染指数中,秸秆焚烧的贡献比例很大。而且,近地面的静稳天气,有利于污染物的积累,加重污染状况。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5-6页 |
1 引言 | 第9-17页 |
1.1 研究背景 | 第9-11页 |
1.1.1 大气棕色云团 | 第9页 |
1.1.2 碳气溶胶和霾 | 第9-10页 |
1.1.3 秸秆焚烧 | 第10-11页 |
1.2 秸秆焚烧研究现状 | 第11-15页 |
1.2.1 国外研究进展 | 第11-14页 |
1.2.2 国内研究进展 | 第14-15页 |
1.3 研究意义及主要内容 | 第15-17页 |
2 研究区域及方法 | 第17-25页 |
2.1 长三角地区基本情况 | 第17-18页 |
2.1.1 长三角地区的范围及发展概况 | 第17-18页 |
2.1.2 长三角地区农业和秸秆焚烧现状 | 第18页 |
2.2 研究方法 | 第18-25页 |
2.2.1 研究年份和研究区域 | 第18-19页 |
2.2.2 数据来源 | 第19-20页 |
2.2.3 评价指标和研究方法 | 第20-23页 |
2.2.3.1 理论资源量 | 第20页 |
2.2.3.2 草谷比 | 第20-21页 |
2.2.3.3 焚烧比例 | 第21-23页 |
2.2.3.4 排放因子 | 第23页 |
2.2.4 API 与火点分析 | 第23页 |
2.2.5 全文技术路线 | 第23-25页 |
3 黑碳排放量的估算 | 第25-33页 |
3.1 秸秆资源量和焚烧量 | 第25-29页 |
3.2 黑碳排放 | 第29-31页 |
3.3 不确定性分析 | 第31-32页 |
3.4 小结 | 第32-33页 |
4 秸秆焚烧火点统计 | 第33-38页 |
4.1 概述 | 第33-34页 |
4.2 火点信息处理 | 第34-35页 |
4.2.1 数据选择与获取 | 第34-35页 |
4.2.2 秸秆焚烧火点信息提取 | 第35页 |
4.3 结果与分析 | 第35-37页 |
4.3.1 火点分布区域分析 | 第35-36页 |
4.3.2 火点空间分布 | 第36-37页 |
4.3.3 火点的时间分布序列 | 第37页 |
4.4 小结 | 第37-38页 |
5 环境影响分析 | 第38-47页 |
5.1 污染过程概述 | 第38-39页 |
5.2 评价指标及研究方法 | 第39-41页 |
5.2.1 空气污染指数 | 第39-40页 |
5.2.2 空间插值 | 第40页 |
5.2.3 秸秆火点分布与 API 相关分析 | 第40-41页 |
5.3 结果与分析 | 第41-45页 |
5.4 秸秆禁烧区缓冲区分析 | 第45-46页 |
5.5 小结 | 第46-47页 |
6 结论与展望 | 第47-50页 |
6.1 主要结论 | 第47-48页 |
6.2 本研究的创新及特色 | 第48页 |
6.3 展望 | 第48-50页 |
参考文献 | 第50-56页 |
个人简介 | 第56页 |
参加过的研究项目 | 第56页 |
发表论文情况 | 第56-57页 |
致谢 | 第57页 |
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