中国城市空气污染及其空间溢出效应评估——以113个环保重点城市为例（英文）

近年来,中国城市空气污染问题日益受到学界和民众的广泛关注。对城市空气质量进行科学评价并分析其相关影响因素,对于空气污染治理具有重要的理论和实践意义。中国自2013年初实施新的空气质量标准(GB 3095-2012),PM_(2.5),O_3,CO,PM_(10),SO_2,NO_2等六种污染物被列入监测指标,并由环保部信息发布平台公布污染物浓度数据。本文收集了中国113个环保重点城市2014、2015年六种污染物浓度数据,基于核密度分析法、空间热点分析法来刻画中国城市空气污染演变格局和集聚形势。通过熵值评价系统,构建了综合空气质量(CAQI)指标,并解析六种污染物对中国城市空气质量的综合影响。研究结果表明,大体上,CO和SO_2是中国大部分城市空气的主要污染物,但在不同类型城市表现出明显差异。空气质量较差的城市主要位于华北和华中地区,其中京津冀地区尤为严重。利用一般回归模型、空间滞后和空间误差回归模型探究影响城市空气质量的主要影响因素。结果表明气象条件和人类活动对城市空气质量影响显著,具体表现为工业化和城镇化因子与城市空气综合质量具有较高的相关性。空间滞后模型结果显示城市空气污染存在明显的空间溢出效应,表明临近城市之间的空气质量相互影响程度较高。因此,本研究建议政府和相关组织应加强区域联防联控和深度合作,共同治理城市空气污染问题。     

重庆主城区空气质量时空分布及原因分析

通过对重庆主城区1998—2008年空气监测数据的分析,研究重庆市空气质量的时空分布.主城区的首要污染物是PM10,其次是SO2,再其次是NOx.总的来说从1998—2008年空气质量优和良的比率不断升高,而轻度污染和中度污染的比率不断降低,空气质量不断改善.季节上基本是冬季污染秋季污染春季污染夏季污染.从空间来看,北碚的污染指数最低,其次是渝北和南岸,而渝中、大渡口、沙坪坝的污染指数比较高.气候与气象、地形、工业布局与生产、能源结构、交通、政策与污染控制措施,影响着重庆空气质量的变化.根据污染的特点本研究最后提出了治理空气污染的对策.     

TSP和PM_(10)监测指标对新疆城市空气质量级别的影响

以新疆干旱区绿洲城市为研究对象,对2005-2008、2011年TSP和PM10监测指标数据进行相关性分析,对比研究TSP与PM10监测指标对应的API污染指数分布和空气质量等级。结果显示:这两种大气颗粒物指标对新疆干旱区城市环境空气质量级别的影响显著,在春季沙尘多发期和冬季采暖期,以TSP标准评估的API空气质量等级与PM10为评价标准的空气质量结果偏离明显;监测指标采用PM10代替TSP后,城市环境空气质量出现较大幅度提升,环境空气质量优良率偏高,年均污染天数减少约50~60 d,以PM10作为空气质量监测指标的空气质量级别严重偏低,无法真实评价干旱区城市的空气质量现状,而TSP作为评价指标则更能如实反映当地空气质量的真实状况,建议在新疆城市在开展PM10监测的同时不应简单废弃TSP监测指标,TSP监测指标在干旱区环境空气质量监测体系中应该继续保留,同时建议在今后环境空气质量标准修订中适当收严PM10的日均值标准,使评价结果与TSP和PM10两指标评价结果不至于相差悬殊。     

沙尘影响下华北地区一次重污染天气形成与消散过程分析

以2017年5月4日~5日华北地区出现的一次大范围的严重的天气污染形成与消散过程为研究对象,通过搜集华北地区9个城市空气中主要污染物浓度、AQI（空气质量指数）和常规气象数据,分析AQI、主要污染物（PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO₂、CO、O₃）浓度变化特征和相关气象因子的关系。结果表明：本次重污染本质为区域性沙尘污染所致。污染过程呈现出形成速度快、消散急促的特点。该污染过程首要污染物为PM₁₀,其次为PM_2.5,而SO₂、NO₂、CO、O₃等由人类活动产生的污染物浓度并未超标。后向轨迹分析和相关分析发现造成此次严重污染颗粒物主要来自蒙古高原,风是主要驱动因子。污染物在空间位置比较接近的城市间传输时,表现出趋势一致性、时间上的滞后性和污染物浓度的累积性特点。     

中国城市空气质量变化的时空特征及其经济社会因素解析(英文)

城市空气质量恶化是我国在快速城市化和工业化进程中亟待解决的难题。本文以第一阶段实施新空气质量标准的74个城市为例,通过比较2013年各区域城市每日和每时的空气质量指数变化,总结空气质量变化的时空特征,并借助SPSS18.0软件,采用相关分析中的二次曲线拟合法探讨工业化和城市化对空气质量的影响趋势。结论认为中国城市空气质量季节性变化特征显著,空气质量春冬差,夏秋好;从污染天数看,城市空气污染形势严峻且有加重态势;从小时变化看,城市空气质量与社会生产生活活动表现出一定的时间耦合性;城市空气质量总体空间格局表现为东高西低、北高南低,且区域一体化态势明显。不同区域城市空气质量的影响因素差异明显,总体来看,单位GDP能耗、城市化水平等是影响全国城市空气质量变化的共同因素。     

我国空气如达二级 每年可少死亡近十八万人

国家环保总局副局长张力军表示，为有效控制城市和区域空气污染，环保总局将定期公布空气质量不达标城市名单，对连续几年空气质量不达标的城市，将建立投资风险预警机制，并严格控制这些城市新增大气污染物的工业项目的建设。     

中国366个城市空气污染综合程度的时空演变特征分析

采用2016—2017年中国366个城市1 484个监测站点的空气质量近地监测数据，以期最大程度覆盖西部地区，填补现状对西北热点地区污染因子探讨的空白。运用空间描述性统计、空间插值、空间自相关、标准差椭圆与重心分析方法，从年度、季度、月度、日度对比的角度探讨中国空气质量的污染类型、发展趋势、集聚与迁移特征。研究发现:基于插值法，可将全国分为3个区域，临海性与山地性对空气质量优良区产生显著的正响应。山西是污染加重程度最大的省份，主要受SO₂浓度升高影响，而北京与河南是污染改善效果最明显的省份，主要是PM_2.5的治理成效显著。空气质量分布格局以新疆西部和冀鲁豫形成双核高值聚类模式，并且集聚深受温度分带的影响。空气质量总体分布朝向呈东北—西南方向，转移重心均分布在河南省，以向东北方向移动为主，这种分布变迁又重新定义了其季节分异。全国主要的污染类型以PM₁₀与PM_2.5为主。PM10主要分布在新疆地区，受风沙过境扬尘污染自然因素更大，PM_2.5主要分布在华中、华北、苏北地区，受人为经济活动影响更大。     

近几年沙尘天气对中国北方环保重点城市可吸入颗粒物污染的影响

 利用2000—2008年中国北方17个环保重点城市API指数资料和同期气象资料,评估沙尘天气对中国北方城市大气环境的整体影响,对比分析不同城市空气质量受春季沙尘影响的程度,并以一次强沙尘暴过程为例,探讨其影响中国北方城市空气质量的范围、程度和过程。结果表明,2000—2008年北方环保重点城市大气的首要污染物是可吸入颗粒物,污染状况严重。春季颗粒物高污染状况主要与沙尘天气有关。不同城市受沙尘影响的程度也不同,影响程度自西向东降低,其中对银川、兰州和西宁影响最大。沙尘天气容易造成严重颗粒物污染事件,颗粒物浓度变化可以清楚地反映沙尘的输送、移动及强度变化。即使在并未出现沙尘天气的地区,在上游沙尘输送作用下,颗粒物浓度也会受较大影响。     

中国城市空气质量的区域差异及归因分析

开展城市空气质量时空格局演变特征及其影响因素的研究,对于深入认识城市环境与社会经济系统的互馈机理、制定高效的环境治理措施、提升城市发展质量具有重要的理论与实践意义。本文以中国全面实施《大气污染防治行动计划》的2014年为起点,刻画了2014—2019年286个地级以上城市6种空气污染物浓度（CO、NO₂、O₃、PM₁₀、PM_2.5、SO₂）的时空演变特征,并基于面板回归模型分析各污染物浓度之间的相互作用关系;进而利用随机森林模型对城市6种空气污染物浓度与13个自然和社会经济影响因子的关联强度进行探究,从中梳理出关键影响因子。结果显示：① 研究期内,O₃污染加剧,其余污染物年均浓度逐年下降,其中SO₂浓度降幅最大。虽然典型的重污染区范围有所减小,但京津冀、山东半岛、山西、河南等地区的城市空气污染物浓度仍相对较高。② 城市6种空气污染物浓度之间存在显著的相互影响关系,城市空气复合污染特征明显。③ 自然因素和社会经济因素对不同种类空气污染物浓度的影响差异较大,且与污染物浓度之间呈非线性响应关系。自然因素中,城市年均气温与空气污染物浓度的关联强度最大,其次是植被指数。社会经济影响因素中,土地城市化水平和二产比重是主导影响因子,其次是电力消耗总量和交通因子。偏依赖分析进一步刻画了不同污染物浓度对主导影响因子的响应突变阈值。鉴于人类对于自然环境和气象条件的控制能力有限,建议继续通过优化城市密度、控制人为排放源及严格的空气污染防控措施以进一步有效提高城市空气质量。     

福建省城市空气质量变化趋势及影响因素分析

利用2000--2008年环境监测数据,研究了福建省环境空气质量变化趋势及其影响因素．结果表明：从年际变化看,可吸入颗粒物的浓度呈下降趋势,二氧化氮基本稳定,二氧化硫浓度在低水平上呈上升趋势,但2008年略有下降;年内变化显示,冬、春两季污染较重,秋季次之,夏季污染相对较轻;从空间分布看,内陆城市空气污染程度重于沿海城市,大城市空气质量面临煤烟型污染和机动车排气污染的双重压力．污染减排、重点污染源的整治、能源结构的调整、清洁能源的使用等对空气污染防治、改善环境质量起到积极作用．     

外商直接投资对空气污染影响的空间异质性分析——以中国150个城市空气质量指数（AQI）为例

空气污染问题引起了人们极大的关注。以中国2014年150个地级市作为样本数据,采用空气质量指数（AQI）作为全面衡量空气污染的指标,运用地理加权回归模型从空间异质性视角出发,分析了不同城市外商直接投资与空气污染之间的关系。研究结果表明：总体上,外商直接投资由于带来了先进的技术,有利于空气质量的改善。此外,人均地区生产总值的增加、二氧化硫和PM_2.5浓度的提高均是导致空气污染加剧的重要因素;而环保意识的提升则有利于空气质量的改善。民用汽车保有量变量在统计上不显著。从地理加权回归模型估计结果来看,不同城市的外商直接投资对环境的改善作用存在显著的空间异质性。其中,东北城市群、关中城市群和长江中游城市群外商直接投资对空气质量的改善作用最大,山东半岛城市群和川渝城市群外商直接投资对空气质量的改善作用不明显。     

The impact of energy-intensive industries on air quality in China’s industrial agglomerations

Understanding the driving forces of regional air pollution and its mechanism has gained much attention in academic research,which can provide scientific policy-making basis for economy-environment sustainability in China.Being an important energy and industrial base,the North China Plain region has been experiencing severe air pollution.Therefore,understanding the relationship between industrialization and air quality in this region is of great importance for air quality improvement.In this study,the average annual concentrations of SO2,NO2 and PM10 in 47 sample cities at and above the prefecture level in the North China Plain region from 2007 to 2016 were used to illustrate the spatiotemporal characteristics of air pollution within this region.Furthermore,panel data model,panel vector autoregression model,and impulse response function were used to explore the correlation and driving mechanism between energy-intensive industries and regional air quality.The results show that:first,overall air quality improved in the study area between 2007 and 2016,with a significant greater fall in concentration of SO2 than that of NO2 and PM10;second,provincial border areas suffered from severe air pollution and showed an apparent spatial agglomeration trend of pollution;and third,the test results from different models all proved that energy-intensive industries such as the chemical,non-metallic mineral production,electric and thermal power production and supply industries,had a significant positive correlation with concentrations of air pollutants,and indicated an obvious short-term impulse response effect.It concludes that upgradation of industrial structure,especially that of energy-intensive industries,plays a very important role in the improvement of regional air quality,which is recommended to be put in top priority for authorities.Therefore,policies as increasing investments in technological innovation in energy-intensive industries,deepening cooperation in environmental governance between different provinces and cities,and strengthening supervision and entry restrictions are suggested.     

河南省城市空气质量特征与污染防治对策

根据《河南省主要城市空气质量日报》公布的数据资料,对河南省15个主要城市的空气质量进行了统计分析,总结出其主要城市的空气污染特征及其成因,提出了空气污染防治对策。     

Assessment of Urban Air Pollution and Spatial Spillover Effects in China: Cases of 113 Key Environmental Protection Cities

With rapid urbanization and energy consumption, environmental pollution and degradation have become increasingly serious problems in China. At the beginning of 2013, China implemented new ambient air quality standards (GB 3095-2012) in which the concentration of six pollutants including PM_2.5, ozone, carbon monoxide, PM₁₀, sulfur dioxide and nitrogen dioxide were monitored. This study gathered annual air pollutant concentration data for the six pollutants in 113 key environmental protection cites throughout China in 2014 and 2015 to explain spatial patterns of urban air pollution. Based on the Kernel density estimation method, spatial hotspots of air pollution were illustrated through which spatial cluster of each pollutants could be plotted. By employing an entropy evaluation system, urban air quality was assessed in terms of the six atmospheric pollutants. We conclude that, in general, CO and SO₂ were two important pollutants in most Chinese cities, but this varied greatly among cities. The assessment results indicate that cities with the worst air quality were mainly located in northern and central provinces, dominantly in the Beijing-Tianjin-Hebei metropolitan area. Regression modeling showed that a combination of meteorological factors and human-related determinants, to say specifically, industrialization and urbanization factors, greatly influenced urban air quality variation in China. Results from spatial lag regression modeling confirmed that air pollution existed obvious spatial spillover effects among key cities. The spatial interdependence effects of urban air quality means that Chinese municipal governments should strengthen regional cooperation and deepen bilateral collaboration in terms of air regulation and pollution prevention.     

基于绿色出行理念的合肥市区空气污染分区调控研究

空气污染是城市主要的环境问题之一,严重影响到城市人类健康,而交通尾气排放是空气污染的重要原因。绿色出行是基于城市可持续发展的要求,通过发展低碳、绿色、环保的出行方式,缓解城市交通拥堵、城市污染等问题的一种交通理念。基于绿色出行理念的城市空气污染分区调控研究,对于改善城市环境质量、提升人居环境品质具有重大意义。以合肥市区为例,构建基于绿色出行理念的城市空气污染评估框架,提出公共交通、步行及自行车的3类绿色出行评价指标,运用大数据分析绿色出行方式降低空气污染物排放的潜力。结果表明:合肥市区公共交通出行呈现东西、南北2条带状分布,步行及自行车出行集中于路网密度较高的城市二环内,“一核两轴”地区的绿色出行条件较好,改善空气污染物排放的潜力较强;城市空气污染空间呈现城市一环、滨湖新区核心区2个凹地;探讨绿色出行与城市空气污染的空间关系,发现两者存在一定的空间权衡关系;最后,基于绿色出行与城市空气污染的空间分布关系,将合肥市区分为绿色出行区、优化建设区、潜力提升区、出行限制区4类区域,并对不同区域提出城市空气污染优化策略。     

一次强沙尘暴活动对中国城市空气质量的影响

对2006年4月8—12日发生在中国北方地区的一次强沙尘暴天气过程及其对中国大陆城市空气质量的影响进行了分析研究。结果表明：①造成此次沙尘天气过程的直接原因是伴随着西伯利亚强冷空气南下的冷锋自西北向东南方向的移动。沙尘暴鼎盛时期卫星观测的中国境内大气沙尘气溶胶指数（AI）的分布存在一个高值区和两个次高值区。高值区位于内蒙古西部地区、河西走廊和河套地区;两个次高值区分别位于塔克拉玛干沙漠及华北至东北地区。与此同时,地面观测的最小能见度小于10 km的气象站点分布最密集的地区也主要分布在上述3个区域。AI的分布与最小能见度的分布之间有着很好的一致性。②这次沙尘天气过程的影响范围主要在33°N以北。从西到东沙尘天气影响的程度逐渐减轻,受污染最严重的城市集中在西北地区东部。根据锋面过境时间与发生大气污染事件时间的对比可将受沙尘天气影响的城市大致分为两类：第一类城市大气污染事件发生在冷锋过境期间（Ⅰ类城市）,第二类城市大气污染事件发生在冷锋过境前（Ⅱ类城市）。Ⅰ类城市受沙尘过程影响发生空气污染事件的持续时间相对较短,空气污染事件主要出现在锋面过境前后。Ⅱ类城市受沙尘过程影响发生空气污染事件的持续时间相对较长,空气污染事件的出现时间要明显超前于锋面过境时间。两类城市的共同特征是能见度与空气污染指数（API）之间存在着良好的反位相关系。     

2007年春季沙尘暴对辽宁中部城市群空气质量的影响

根据大气降尘量和可吸入颗粒物PM10 、PM2.5、 PM1的观测资料,分析了2007年春季发生于我国北方的两次沙尘暴天气过程对辽宁中部城市群空气质量的影响。结果显示,沙尘天气使各城市大气降尘量与可吸入颗粒物PM10和PM2.5的质量浓度明显增高,空气质量明显下降。在3月31日和5月7日的两次沙尘暴过程中,城市群的大气降尘量比当月日平均值分别增加了1.5倍和2.5倍,各城市PM10的日均质量浓度比沙尘出现前一日分别增加了0.2～2.6倍和1.5～3.8倍。3月31日除铁岭和鞍山空气质量状况为良外,均达到轻微污染程度;5月7日鞍山达严重污染程度;沈阳、辽阳、本溪、铁岭和抚顺的空气质量均为中度污染或中度重污染。沙尘暴期间1.0～10.0 μm的粗粒子为影响辽宁中部城市空气质量的主要成分,其小时平均质量浓度最大时是沙尘出现前的10～30倍。     

基于空间计量模型的中国城市化发展与城市空气质量关系

采用中国289个地级及以上城市2016年的空气质量指数（AQI）和夜间灯光数据，运用空间滞后模型，从空间溢出效应视角出发探究了城市化发展与空气质量之间的定量关系。从空间滞后模型的估计结果来看，城市空气污染存在显著的空间溢出效应，周边地区空气质量的下降会导致本地空气污染情况加重。在城市发展过程中，城市经济发展水平的提高，引致的城市建设用地的扩张使得空气质量不断恶化；政府管制力的加强对空气污染的治理起到了促进作用，而居民环保意识和城市技术创新水平的提高有利于空气质量的改善。此外，PM2.5质量浓度的上升导致空气质量恶化。公路货运量在统计上与空气质量的关系不显著。从研究结果来看，协调城市发展与空气质量的关系以及加强空气污染防治的联防联控机制，是未来空气污染治理工作的重点。     

长三角区域大气污染协同治理的时空演化特征及其影响因素

在长三角更高质量一体化发展的战略背景下,构建区域间环境协同治理体系,是提升区域大气污染治理成效的可行性选择。本文从环境规制的政策文件、实施过程、治理效果3个维度,构建大气污染规制耦合度评价体系,探究长三角区域41个城市2003—2019年大气污染规制耦合度的时空演化特征。以此为基础,对长三角区域各城市划分区域协同治理小组,并分别测算其大气污染治理协同水平,进而探究长三角区域大气污染协同治理的影响因素。结果显示：① 各城市的大气污染规制耦合度整体上表现为连片集聚发展特征,呈现出上海市最高、浙江省和江苏省次之、安徽省再次之的格局,且区域差异性不断缩小;② 长三角区域整体大气污染治理协同度较低,但在波动中呈缓慢上升趋势,划分区域治理组后各小组大气污染治理协同度保持在较高水平;③ 影响因素分析结果表明,地区间对外开放差异、公共交通差异和绿化建设差异对长三角区域大气污染协同治理有着显著的抑制作用,而经济增长差异和技术创新差异具有显著的积极影响。     

Spatiotemporal evolution of urban air quality and socioeconomic driving forces in China

Air pollution is a serious problem brought by the rapid urbanization and economic development in China, imposing great challenges and threats to population health and the sustainability of the society. Based on the real-time air quality monitoring data obtained for each Chinese city from 2013 to 2014, the spatiotemporal characteristics of air pollution are analyzed using various exploratory spatial data analysis tools. With spatial econometric models, this paper further quantifies the influences of socioeconomic factors on air quality at both the national and regional scales. The results are as follows: (1) From 2013 to 2014, the percentage of days compliance of urban air quality increased but air pollution deteriorated and the worsening situation in regions with poor air quality became more obvious. (2) Changes of air quality show a clear temporal coupling with regional socioeconomic activities, basically “relatively poor at daytime and relatively good at night”. (3) Urban air pollution shows a spatial pattern of “heavy in the east and light in the west, and heavy in the north and light in the south”. (4) The overall extent and distribution of regional urban air pollution have clearly different characteristics. The formation and evolution of regional air pollution can be basically induced as “the pollution of key cities is aggravated—pollution of those cities spreads—regional overall pollution is aggravated—the key cities lead in pollution governance—regional pollution joint prevention and control is implemented—regional overall pollution is reduced”. (5) At the national level, energy consumption, industrialization and technological progress are the major factors in the worsening of urban air quality, economic development is a significant driver for the improvement of that quality. (6) Influenced by resources, environment and the development stage, the socioeconomic factors had strongly variable impacts on air quality, in both direction and intensity in different regions. Based on the conclusion, the regional differentiation and development idea of the relationship between economic development and environmental changes in China are discussed.