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

【摘要】：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。 【关键词】：长江三角洲 秸秆焚烧 黑碳气溶胶 MODIS火点 API
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X513
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 大气棕色云团9
• 1.1.2 碳气溶胶和霾9-10
• 1.1.3 秸秆焚烧10-11
• 1.2 秸秆焚烧研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究进展11-14
• 1.2.2 国内研究进展14-15
• 1.3 研究意义及主要内容15-17
• 2 研究区域及方法17-25
• 2.1 长三角地区基本情况17-18
• 2.1.1 长三角地区的范围及发展概况17-18
• 2.1.2 长三角地区农业和秸秆焚烧现状18
• 2.2 研究方法18-25
• 2.2.1 研究年份和研究区域18-19
• 2.2.2 数据来源19-20
• 2.2.3 评价指标和研究方法20-23
• 2.2.3.1 理论资源量20
• 2.2.3.2 草谷比20-21
• 2.2.3.3 焚烧比例21-23
• 2.2.3.4 排放因子23
• 2.2.4 API 与火点分析23
• 2.2.5 全文技术路线23-25
• 3 黑碳排放量的估算25-33
• 3.1 秸秆资源量和焚烧量25-29
• 3.2 黑碳排放29-31
• 3.3 不确定性分析31-32
• 3.4 小结32-33
• 4 秸秆焚烧火点统计33-38
• 4.1 概述33-34
• 4.2 火点信息处理34-35
• 4.2.1 数据选择与获取34-35
• 4.2.2 秸秆焚烧火点信息提取35
• 4.3 结果与分析35-37
• 4.3.1 火点分布区域分析35-36
• 4.3.2 火点空间分布36-37
• 4.3.3 火点的时间分布序列37
• 4.4 小结37-38
• 5 环境影响分析38-47
• 5.1 污染过程概述38-39
• 5.2 评价指标及研究方法39-41
• 5.2.1 空气污染指数39-40
• 5.2.2 空间插值40
• 5.2.3 秸秆火点分布与 API 相关分析40-41
• 5.3 结果与分析41-45
• 5.4 秸秆禁烧区缓冲区分析45-46
• 5.5 小结46-47
• 6 结论与展望47-50
• 6.1 主要结论47-48
• 6.2 本研究的创新及特色48
• 6.3 展望48-50
• 参考文献50-56
• 个人简介56
• 参加过的研究项目56
• 发表论文情况56-57
• 致谢57

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