石家庄市PM2.5时空特征及其对土地利用变化的响应

• 作者: 赵文斐 于占江 王让会 高祺 彭擎 杨鹏
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: PM2.5 土地利用 热点分析 广义相加模型(GAM) 地理加权回归(GWR)
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 2404-2413
• 页数: 10页
• 分类号: X16
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.12.011

摘要

针对石家庄市大气环境污染问题,基于PM2.5浓度空间分布数据和遥感数据,分析了石家庄市PM2.5时空变化特征和土地利用变化特征,并通过GIS空间分析、广义相加模型和地理加权回归分析等方法探究了PM2.5浓度变化对土地利用变化的响应,为石家庄市土地资源配置、大气环境污染治理与改善提供科学依据.结果表明,2000—2017年石家庄市PM2.5年均质量浓度总体呈升高态势,增幅达44.5％,2006年达到污染峰值(83.81μg·m-3),之后呈波动下降趋势.石家庄市PM2.5浓度呈西部低、中部和东部地区高,空间聚集特征表现为热点区增多并有南移趋势.石家庄市土地利用以耕地、建设用地、林地和草地为主,PM2.5浓度变化的多因素GAM模型中,方差解释率为78.6％和77.6％,模型拟合度较高,PM2.5浓度对不同地类面积均呈非线性响应,建设用地和耕地对PM2.5浓度有正向促进作用,林地和草地则表现为负效应.GWR模型中调整后R2分别为0.86和0.8,模型拟合较好,其Local R2高值区为土地利用变化明显区,表明PM2.5浓度对地类变化有着显著响应,当林地、草地和耕地转变为建设用地时,PM2.5质量浓度升高,分别升高了5.12、2.86、3.54μg·m-3;当建设用地转变为林地和草地时,PM2.5质量浓度分别降低了4.34μg·m-3和2.73μg·m-3;而耕地转变为林地时,PM2.5质量浓度降低了6.54μg·m-3,转变为草地时,PM2.5质量浓度降低了1.32μg·m-3.整体而言,林地和草地面积增加对于降低PM2.5浓度具有显著效果,在石家庄市今后城市规划中可考虑适度增加绿地面积,有助于该区域大气污染治理.