2005-2013年長江三角洲地區(qū)對流層二氧化氮時空變化特征

高 誠，張 超，余樹全

（浙江農(nóng)林大學(xué)林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 臨安311300）

2005-2013年長江三角洲地區(qū)對流層二氧化氮時空變化特征

高 誠，張 超，余樹全

（浙江農(nóng)林大學(xué)林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 臨安311300）

利用2005年1月-2013年12月臭氧監(jiān)測儀傳感器DOMINO version 2.0產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對長江三角洲對流層二氧化氮（NO2）柱濃度的時空分布變化特征展開分析，得到以下結(jié)論：① 9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度平均值為9.72×1015molec·cm-2，年均復(fù)合增長率為2.10%，年增長值為0.26×1015molec·cm-2。長三角地區(qū)作為外向型經(jīng)濟(jì)的代表，二氧化氮柱濃度變化趨勢與國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r十分契合。②9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度基本呈現(xiàn)冬季＞秋季＞春季＞夏季的趨勢，異常的低溫干旱氣候會使二氧化氮柱濃度明顯提升。③研究區(qū)二氧化氮柱濃度水平受人為活動和氣候的共同作用影響，但就直接作用程度來看，以人為活動排放為主導(dǎo)。④9 a間蘇北和浙西南中部地區(qū)二氧化氮柱濃度一直呈持續(xù)增長勢態(tài)，而蘇南和浙東北地區(qū)正趨于平穩(wěn)，長三角核心區(qū)域的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及大量工業(yè)項(xiàng)目的北遷和南移是背后的主要驅(qū)動力。圖4表3參43

環(huán)境科學(xué)；長三角；對流層二氧化氮；臭氧監(jiān)測儀傳感器；時空分布；變化趨勢

氮氧化物（NOx）種類很多，除二氧化氮（NO2）以外，其他NOx（NO，N2O3，N2O4和N2O5等）均極不穩(wěn)定，最初燃燒排放的NOx中一氧化氮（NO）占絕大部分，但NO極易被氧化為NO2（分鐘計(jì)），從而形成NO—NO2—O3光化學(xué)穩(wěn)定態(tài)，因此，NOx一般就指NO和NO2。NOx是重要的大氣化學(xué)痕量物質(zhì)，是對流層臭氧、硝酸鹽氣溶膠和氫氧自由基等主要大氣氧化劑的前體物，是形成酸雨、光化學(xué)煙霧以及危害人體健康的主要污染物。全球大約2/3的NOx來自化石燃料的燃燒［1］。在中國人為排放量約7.1 Tg·a-1，占國內(nèi)總排放量90%左右［2］，人為排放的主要來源包括發(fā)電（40.4%），交通（11.04%）和工業(yè)（38.11%）等［3］；就濃度貢獻(xiàn)率來看，交通排放量是發(fā)電排放量的7倍［4］。受大氣環(huán)境中臭氧（O3）和活性有機(jī)物以及日照強(qiáng)度、溫度、氣壓、風(fēng)速等因子影響，NOx的化學(xué)壽命在夏季約4 h，在冬季約20 h［5］，由此導(dǎo)致其濃度分布很不均勻，高濃度的NOx主要分布在排放源區(qū)附近距離地面1～2 km的大氣對流層底部［6］。目前NO2濃度的測量方法很多，按觀測方式分為點(diǎn)式化學(xué)發(fā)光法［7－8］和差分吸收光譜法（DOAS）［9－10］等；按觀測地點(diǎn)分為地面、機(jī)載［11］和遙感觀測等。地面觀測的時空分辨率相對較高，受云層干擾小，而遙感技術(shù)憑借較大的觀測尺度，使得觀測結(jié)果更具有代表性［12］，由于測量方法及觀測方式的不同，測量結(jié)果存在一定的偏差，從而使得各種測量方法之間的相互對比校驗(yàn)變得非常重要［13］。1995年搭載于ERS-2衛(wèi)星上的全球臭氧監(jiān)測儀（GOME）開始對大氣層NO2濃度進(jìn)行觀測，由此為全球尺度監(jiān)測劃定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)［14］，之后SCIAMACHY，OMI以及GOME-2監(jiān)測儀也相繼升空投入使用。目前，國內(nèi)外學(xué)者使用遙感觀測數(shù)據(jù)已進(jìn)行了大量成功研究，包括監(jiān)測NOx排放的時空分布格局［15－17］，檢測具體的排放源［18－19］，通過反演模型為 “自下而上”的排放清單進(jìn)行校正和更新［20－21］，估測NOx的化學(xué)壽命［22］和閃電產(chǎn)生量［23］，推測NO2地面濃度等［6,24］，大量研究證明：遙感觀測對流層NO2柱濃度能夠很好地反映地表NO2濃度的分布情況［25］，由此促進(jìn)了衛(wèi)星遙感觀測技術(shù)的廣泛應(yīng)用。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其環(huán)境污染問題日益得到廣泛關(guān)注。2013年1月北京地區(qū)長達(dá)25 d的霧霾天氣事件以及2013年年末全國性的霧霾天氣，波及城市多達(dá)25個，即凸顯了目前國內(nèi)環(huán)境問題的嚴(yán)峻性和緊迫性。一些學(xué)者對中國東部地區(qū)NO2排放情況開展了相關(guān)研究［26－31］，Hilboll等［32］的研究表明：1996－2011年全球以美國、歐洲及日本等為代表的工業(yè)發(fā)達(dá)國家 （地區(qū)）NO2排放量呈顯著降低趨勢，而以中國、印度及中東地區(qū)為代表的發(fā)展中國家NO2排放量呈顯著增加趨勢，其中尤以中國東部地區(qū)最為嚴(yán)重，16 a間NO2排放量提高了約3倍，而與之對應(yīng)的美國東部地區(qū)NO2排放量則減少了40%。作為中國最大的城市群，長江三角洲地區(qū)是中國經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，也是中國對外開放程度最高的地區(qū)，這塊僅占全國面積2%的地區(qū)，為全國貢獻(xiàn)了約20%的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP），然而其工業(yè)化和城市化迅速發(fā)展的同時也嚴(yán)重影響了該區(qū)的空氣環(huán)境質(zhì)量。本研究以長三角地區(qū) “兩省一市”25個城市為研究對象，利用2005－2013年OMI衛(wèi)星數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對其大氣對流層NO2柱濃度時空變化特征和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行深入分析，以期為該區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及節(jié)能減排、環(huán)境治理工作提供相關(guān)依據(jù)。本研究所使用的臭氧監(jiān)測儀數(shù)據(jù)已臻成熟，適用于區(qū)域空氣質(zhì)量的分析研究［33］。DOMINO version 2.0產(chǎn)品改進(jìn)了大氣質(zhì)量因子、地表高度以及TM4的算法［34］，使用該數(shù)據(jù)產(chǎn)品，Zyrichidou，Lin等［2,35-36］學(xué)者進(jìn)行了NO2柱濃度的驗(yàn)證和排放估算。結(jié)果表明，相對地面觀測數(shù)據(jù)DOMINO產(chǎn)品數(shù)據(jù)偏差僅（-10±14）%，相關(guān)系數(shù)為0.88，Lin等［37］對中國地區(qū)的研究也得到了相似的結(jié)論。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 OMI數(shù)據(jù)及預(yù)處理

本研究使用的是荷蘭皇家氣象研究所（KNMI）在網(wǎng)站http：//www.temis.nl提供的對流層NO2垂直柱濃度產(chǎn)品數(shù)據(jù)（DOMINO version 2.0），空間分辨率為0.125°×0.125°。該產(chǎn)品對流層NO2柱濃度反演算法為：首先利用DOAS算法通過對405～465 nm的波段區(qū)間進(jìn)行非線性最小二乘擬合得到整層傾斜柱總量；之后利用全球化學(xué)傳輸模型TM4獲取平流層NO2傾斜柱總量，兩者相減得到對流層傾斜柱總量；通過TM4對實(shí)際大氣廓線進(jìn)行計(jì)算模擬獲得大氣質(zhì)量因子（AMF，需修正幾何角度及云、氣溶膠等光線散射干擾對其的影響）；最終利用大氣質(zhì)量因子將對流層傾斜柱總量轉(zhuǎn)換為垂直柱總量。云是遙感數(shù)據(jù)的重要誤差來源，臭氧監(jiān)測儀最終產(chǎn)品數(shù)據(jù)的30%不確定性是由云量導(dǎo)致的，因此需要剔除云量大于20%，表面反照率大于0.3，對流層大氣質(zhì)量因子大氣質(zhì)量因子小于0.1，以及所有出現(xiàn) “行異?！钡挠^測象元數(shù)據(jù)，為減小數(shù)據(jù)噪聲帶來的不確定性，本研究采用月平均數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究［6］。

臭氧監(jiān)測儀數(shù)據(jù)反演技術(shù)及地面驗(yàn)證工作經(jīng)過國外學(xué)者大量研究論證，已臻成熟，偏差較小，適用于區(qū)域空氣質(zhì)量的分析研究［33］。DOMINO version 2.0產(chǎn)品相對原有1.0版本更新了反照率數(shù)據(jù)庫，改進(jìn)了大氣質(zhì)量因子、地表高度以及TM4的算法［34］，使用該數(shù)據(jù)產(chǎn)品，Zyrichidou等［35］對歐洲東南部NO2柱濃度進(jìn)行了驗(yàn)證分析，Lin等［2］對中國東部地區(qū)NO2不同來源（人為、土壤、閃電）的排放量進(jìn)行了估算。Irie等［36］利用中國蟒山、泰安及如東3處地面MAX-DOAS監(jiān)測站2006－2011年的觀測數(shù)據(jù)對DOMINO version 2.0進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，相對地面觀測數(shù)據(jù)DOMINO產(chǎn)品數(shù)據(jù)偏差僅（-10±14）%，相關(guān)系數(shù)為0.88，Lin等［37］對中國地區(qū)的研究也得到了相似的結(jié)論。

1.2 研究方法

將長三角地區(qū)分為4個區(qū)域，從北至南依次為蘇北8市（徐州、連云港、宿遷、淮安、鹽城、揚(yáng)州、泰州、南通），蘇南6市（南京、鎮(zhèn)江、常州、無錫、蘇州、上海），浙東北6市（湖州、嘉興、紹興、杭州、寧波、舟山）和浙西南5市（衢州、金華、臺州、麗水、溫州），對其2005－2013年間對流層二氧化氮（TroNO2）柱濃度的年際和季節(jié)變化進(jìn)行分析。

以2005－2013年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度為因變量，以人為排放因子（包括國內(nèi)生產(chǎn)總值、用電量和機(jī)動車保有量）和氣候因子（包括風(fēng)速、降水量、溫度和氣壓）為自變量進(jìn)行線性回歸，結(jié)合通徑分析，定量剖析研究區(qū)人為影響和氣候影響對二氧化氮柱濃度的貢獻(xiàn)程度。其中，國內(nèi)生產(chǎn)總值、用電量和機(jī)動車保有量通過2005－2013年2省1市統(tǒng)計(jì)年鑒獲得，氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//cdc.cma.gov.cn/），選用研究區(qū)56個氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括年平均風(fēng)速、平均風(fēng)速、平均溫度和平均氣壓等4項(xiàng)指標(biāo)。

為進(jìn)一步研究9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度隨時間變化的幅度，以及這些變化在空間分布上的差異，將研究區(qū)內(nèi)每個柵格像元的年平均二氧化氮柱濃度值與年份進(jìn)行回歸分析，分析年際尺度上的變化趨勢，顯著性采用F檢驗(yàn)［38］。根據(jù)各像元二氧化氮柱濃度變化趨勢和顯著性水平，分為3類：顯著增加（R＞0，P≤0.05），顯著減少（R＜0，P≤0.05）和變化不顯著（P＞0.05），該過程采用IDL編程實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 長三角地區(qū)對流層二氧化氮的分布

2005－2013年間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度平均值為9.72×1015molec·cm－2，年均復(fù)合增長率為2.10%，年增長值為0.26×1015molec·cm－2。如圖1所示，二氧化氮柱濃度空間分布的地域差異表現(xiàn)為，蘇南（17.27×1015molec·cm－2）＞蘇北（10.87×1015molec·cm－2）＞浙東北（9.95×1015molec·cm－2）＞浙西南（3.72×1015molec·cm－2）。蘇南地區(qū)二氧化氮柱濃度是浙西南地區(qū)的4.60倍?？傮w來看，蘇南地區(qū)，揚(yáng)州、泰州和南通的南部以及浙江杭嘉湖、寧紹平原地區(qū)為長三角高二氧化氮柱濃度分布區(qū)域。

2.2 對流層二氧化氮的年際變化分析

圖1 2005-2013年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度空間分布圖Figure 1 Spatial distribution of TroNO2column density from 2005 to 2013 over the Yangtze River Delta region

如圖2所示：盡管9年間4個區(qū)域的二氧化氮柱濃度表現(xiàn)出不同的變化幅度，但相同的是在2005－2011年間基本均呈線性增長，并在2011年達(dá)到峰值，而后在2012年出現(xiàn)明顯降低，就降低程度來看，2011－2012年間整個長三角地區(qū)減少了15.39%，其中浙西南地區(qū)最為突出，減少22.44%，浙東北其次，為18.78%，蘇南減少16.95%，蘇北減少10.00%。如表1所示：根據(jù)模型擬合情況，9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度變化狀況可以分為2005－2011年增長階段和2011－2013年降低階段來分析?？傮w來看，2005－2011年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度年增長值為0.48×1015molec·cm－2，年均復(fù)合增長率為 5.26%，2011－2013年減少值為 0.77×1015molec· cm－2，年均復(fù)合增長率為－6.82%。

就二氧化氮柱濃度年增長值來看，2005－2011年間，蘇南和蘇北地區(qū)均高于長三角平均水平，分別為0.71×1015molec·cm－2和0.62×1015molec·cm－2。這主要緣于平原地區(qū)較高的人口密度和較好的工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)；而就此期間二氧化氮柱濃度年均復(fù)合增長率來看，浙西南（6.02%），蘇北（5.60%）和浙東北（5.34%）地區(qū)均高于長三角平均水平，這可歸因于受蘇南經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)核心區(qū)帶動，周邊輻射區(qū)表現(xiàn)出相對強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長勢態(tài)所致。

2008年美國次貸危機(jī)引起全球性金融危機(jī)，中國政府于同年11月推出4萬億元投資計(jì)劃以及一系列擴(kuò)大內(nèi)需的刺激措施來應(yīng)對此次危機(jī)。之后隨著歐洲主權(quán)債務(wù)危機(jī)進(jìn)一步加深，國際經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)內(nèi)需不足，實(shí)體經(jīng)濟(jì)經(jīng)營環(huán)境逐漸惡化，導(dǎo)致2011年后中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入換擋減速階段（中國2011年國內(nèi)生產(chǎn)總值增長9.3%，2012年增長7.8%，2013年增長7.7%）。長三角地區(qū)作為外向型經(jīng)濟(jì)的代表，二氧化氮柱濃度變化趨勢與國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r十分契合。由于受蘇南和上海市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移影響，蘇北主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的增幅已連續(xù)7 a高于蘇南，因此，蘇北地區(qū)二氧化氮柱濃度在2011－2013年間并未發(fā)生明顯降低。

圖2 2005-2013年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度年際變化Figure 2 Interannual variability TroNO2column density from 2005 to 2013 in Yangtze River Delta

表1 2005-2013年不同時間段二氧化氮柱濃度線性擬合比較Table 1 Different time periods in 2005-2013 TroNO2column density linear fitting

2.3 對流層二氧化氮的季節(jié)變化分析

如圖3所示：除2011年以外，9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度基本呈現(xiàn)冬季（12月－翌年2月，15.49×1015molec·cm－2）＞秋季（9－11月，9.82×1015molec·cm－2）＞春季（3－5月，8.61×1015molec·cm－2）＞夏季（6－8月，4.96×1015molec·cm－2）的趨勢，秋季略高于春季，約為1.14倍，而冬季是夏季的3.12倍，4個地區(qū)各自也基本呈現(xiàn)相同的趨勢。中國季風(fēng)氣候的特征表現(xiàn)為溫暖與濕潤同期，寒冷與干旱同期。經(jīng)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年長三角地區(qū)春季氣候相對異常，平均氣溫14.2℃，其余8 a平均氣溫為15.8℃，平均降水量為145.4 mm，其余8 a平均降水量311.8 mm，由此造成的低溫干旱氣候大大增加了大氣中污染物濃度。該年份春季二氧化氮柱濃度（11.69×1015molec·cm－2）明顯高于其余8年平均水平（8.22×1015molec·cm－2）。

大量研究已表明：受人類活動排放影響，二氧化氮柱濃度基本呈現(xiàn)夏季低、冬季高的季節(jié)變化特征。大氣中NOx濃度季節(jié)變化的影響因素眾多，包括排放強(qiáng)度的變化、大氣中NOx的生命周期、大氣環(huán)流、降水、地形以及風(fēng)向等等［39］。例如，氫氧自由基是大氣NOx化學(xué)清除作用的主體，受太陽輻射變化影響，夏季白天氫氧自由基最高濃度一般是冬季最高濃度的3.00～5.00倍，因此夏季大氣PM 2.5中硝酸鹽濃度明顯高于冬季［40］；另外，受季風(fēng)氣候影響，天氣要素如邊界層氣壓和降水等與區(qū)域大氣污染亦有明顯關(guān)系。研究表明：邊界層反氣旋系統(tǒng)對污染物有明顯積累作用，鋒區(qū)清除系統(tǒng)和降水系統(tǒng)是造成區(qū)域污染物濃度下降的主要?dú)庀笥绊懸亍?/p>

圖3 2005－2013年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度季節(jié)變化Figure 3 Seasonal change of TroNO2from 2005 to 2013 in the Yangtze River Delta

2.4 對流層二氧化氮的影響因子分析

如表2所示：二氧化氮柱濃度與國內(nèi)生產(chǎn)總值、用電量和機(jī)動車保有量均呈顯著正相關(guān)，與降水量、溫度和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，與氣壓成正相關(guān)，但均未達(dá)到雙尾檢驗(yàn)顯著性水平。總體來看，這與前文影響因子分析結(jié)果是相符的。就各因子之間的相關(guān)性來看，9 a間3個人為活動指示因子之間呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)均在0.900以上，而4個氣候因子之間均未表現(xiàn)出明顯相關(guān)性。

表2 2005-2013年長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度及各影響因子相關(guān)系數(shù)矩陣Table 2 TroNO2column density from 2005 to 2013 in the Yangtze River Delta and the impact factor correlation coefficient matrix

采用逐步回歸算法對自變量進(jìn)行篩選，最終確定年用電量作為人為活動影響因子（x1），氣壓作為氣候影響因子（x2）與二氧化氮柱濃度進(jìn)行多元線性擬合，決定系數(shù)R2為0.895。模型參數(shù)如表3所示，x1和x2的偏回歸系數(shù)顯著性均小于0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，通徑系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)）表明：人為影響因子對二氧化氮柱濃度直接作用程度約為氣候影響因子的1.50倍。目前，人類活動所釋放的溫室氣候和對流層氣溶膠除了導(dǎo)致全球變暖外，還可直接影響海平面氣壓的變化［41］，進(jìn)而影響高壓對中國大陸地區(qū)的控制情況，導(dǎo)致污染物在邊界層以及對流層中的積累、輸送、匯聚和清除過程出現(xiàn)變化［42］。由此可知：長三角地區(qū)2005－2013年間二氧化氮柱濃度水平受人為活動和氣候的共同作用（2011年春季就是一個典型例子）影響，但就直接作用程度來看，以人為活動排放為主導(dǎo)。

表3 回歸模型參數(shù)檢驗(yàn)Table 3 Regression model parameter test

2.5 對流層NO2的年際空間變化

自2011年開始長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度出現(xiàn)逐年下降趨勢，由此對年際時間序列線性回歸結(jié)果造成一定影響。為深入剖析不同時間段二氧化氮空間變化趨勢特征，本研究分別選擇2005－2011年、2005－2012年和2005－2013年3個時間段進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同時間段長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度空間變化Figure 4 Space change of TroNO2column density in the Yangtze River Delta in different time

總體來看，長三角地區(qū)3個時間段二氧化氮柱濃度均未出現(xiàn)顯著降低區(qū)域，其中，2005－2011年有56.26%的地區(qū)出現(xiàn)了顯著增長，主要集中在蘇南、蘇北的大部分地區(qū)以及浙江杭嘉湖地區(qū)；2005－2012年二氧化氮柱濃度顯著增長的地區(qū)下降至41.33%，主要集中在淮陰、鹽城以北，蘇南西部，浙東北的北部和西部以及浙西南臺州、麗水小部分地區(qū)；2005－2013年顯著增長地區(qū)占38.78%，依然集中在淮陰、鹽城以北，蘇南西部以及浙西南中部地區(qū)。由此，可以清楚地看到：9 a間蘇北和浙西南中部地區(qū)二氧化氮柱濃度一直呈持續(xù)增長勢態(tài)，而蘇南和浙東北地區(qū)正趨于平穩(wěn)。毫無疑問，期間受生產(chǎn)成本及政策壓力，長江三角洲核心區(qū)域的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及大量工業(yè)項(xiàng)目的北遷和南移是背后的主要驅(qū)動力。

為解決蘇北發(fā)展滯后問題，江蘇省近10 a來加大了實(shí)施 “區(qū)域共同發(fā)展戰(zhàn)略”的力度，提出要舉全省之力支持蘇北加快發(fā)展，其中，加快推進(jìn)工業(yè)化是蘇北振興的重要方略。2012年蘇北地區(qū)新開工500.00萬元以上產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移項(xiàng)目2 107個，總投資2 549.40億元，實(shí)際引資額1 471.10億元，同比分別增長20.7%和22.4%；2013年新開工500.00萬元以上產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移項(xiàng)目2 080個，項(xiàng)目總投資2 920.60億元，實(shí)際引資額1 758.10億元，同比分別增長14.6%和19.5%。而作為浙江省欠發(fā)達(dá)地區(qū)的麗水市近年來也有較大發(fā)展舉措，2012年該市完成全部工業(yè)產(chǎn)值1 921.93億元，增長16.3%，其中規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值1 533.76億元，增長16.6%，增幅位居全省第1位，2013年該市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值983.08億元，比上年增長9.2%，增速列全省第2位。

3 結(jié)論

本研究利用9 a（2005-2013年）臭氮監(jiān)測儀傳感器DOMINO version 2.0產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對長江三角洲對流層二氧化氮柱濃度的時空分布變化特征展開分析，得到以下結(jié)論：①2005－2013年間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度平均值為9.72×1015molec·cm－2，年均復(fù)合增長率為2.10%，年增長值為0.26×1015molec·cm－2。二氧化氮柱濃度空間分布的地域差異表現(xiàn)為蘇南＞蘇北＞浙東北＞浙西南。長三角地區(qū)作為外向型經(jīng)濟(jì)的代表，二氧化氮柱濃度變化趨勢與國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r十分契合。②9 a間長三角地區(qū)二氧化氮柱濃度基本呈現(xiàn)冬季＞秋季＞春季＞夏季的趨勢，其中秋季略高于春季，約為1.14倍，冬季是夏季的3.12倍，異常的低溫干旱氣候會使二氧化氮柱濃度明顯提升。研究區(qū)二氧化氮柱濃度水平受人為活動和氣候的共同作用影響，但就直接作用程度來看，以人為活動排放為主導(dǎo)。③9 a間蘇北和浙西南中部地區(qū)二氧化氮柱濃度一直呈持續(xù)增長勢態(tài)，而蘇南和浙東北地區(qū)正趨于平穩(wěn)，受生產(chǎn)成本及政策壓力，長三角核心區(qū)域的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及大量工業(yè)項(xiàng)目的北遷和南移是背后的主要驅(qū)動力，但由此對欠發(fā)達(dá)地區(qū)造成的大氣氮沉降污染情況也是不容忽視的。

隨著工業(yè)化特別是重化工工業(yè)以及城市化的快速發(fā)展，自然資源供應(yīng)緊張和環(huán)境污染問題將逐步顯現(xiàn)，尤其是極易被忽視的大氣氮沉降污染。2005－2011年間太湖地區(qū)二氧化氮柱濃度年增長值高達(dá)0.88×1015molec·cm－2，大氣濕沉降中氮營養(yǎng)鹽對太湖富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)及其帶來的水生態(tài)系統(tǒng)的影響是不容忽視［43］。另外，以臨安為代表的杭州西南部山區(qū)，雖然本地人為源排放較低，但該區(qū)盛行東北風(fēng)，加之受地形條件影響，不利于大氣污染物的擴(kuò)散稀釋，導(dǎo)致來自長三角核心區(qū)的大氣污染物不斷積聚（2005－2012年間二氧化氮柱濃度呈顯著增加趨勢），成為重度酸雨區(qū)。目前，環(huán)境危機(jī)正在越來越嚴(yán)重地制約著長三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不斷增長的國內(nèi)生產(chǎn)總值如果是建立在資源環(huán)境和公眾健康不斷透支的基礎(chǔ)之上的，那將是野蠻的和不可持續(xù)的。2005－2013年，就國內(nèi)生產(chǎn)總值平均發(fā)展水平來看，最高的上海市（15 313.00億元）是最低的舟山市（580.00億元）的26.40倍，而就二氧化氮平均柱濃度來看，最高的蘇州市（18.83×1015molec·cm－2）是最低的麗水市（2.12×1015molec·cm－2）的8.88倍，9 a間經(jīng)濟(jì)發(fā)展的空間差異性遠(yuǎn)高于二氧化氮柱濃度的空間差異性，因此，各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境成本存在較大差異。中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展了30多年，其成就舉世矚目，如今日益高昂的環(huán)境成本使傳統(tǒng)粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式難以為繼，日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，已經(jīng)對部分地區(qū)公眾的日常生活產(chǎn)生威脅，這迫切需要各級政府把環(huán)境保護(hù)放在首位，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展之路。

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Temporal and spatial variation for vertical column density of tropospheric NO2over the Yangtze River Delta from 2005 to 2013

GAO Cheng,ZHANG Chao,YU Shuquan
（School of Forestry&Biotechnology,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang，China）

Product data from DOMINO version 2.0 for January 2005 to December 2013 was used to analyze the temporal and spatial variation for vertical column density of tropospheric NO2（TroNO2）over the Yangtze River Delta of China.Results showed that （1）the mean annual TroNO2vertical column density was 9.72×1015molec·cm－2,the compound growth rate was 2.10%,and growth was 2.6×1014molec·cm－2.（2）Concentration of the TroNO2column over 9 years indicated a maximum concentration in winter,followed by autumn,spring,and summer.（3）Primarily human activity but also climate influenced the TroNO2column concentration.（4）The TroNO2column concentration in northern Jiangsu and the central parts of southwest Zhejiang steadily increased over nine years;whereas it remained stable in southern Jiangsu and northeast Zhejiang.Thus,even with abnormally low temperatures and an arid climate contributing to the apparent increase in the Yangtze River Delta,the TroNO2column concentration seemed acceptable for domestic economic development.［Ch,4 fig.3 tab.43 ref.］

environment science;the Yangtze River Delta;tropospheric NO2;Ozone Monitoring Instrument（OMI）;temporal and spatial distribution;variation differences

X511

A

2095-0756（2015）-05-0691-10

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.05.006

2014-10-22；

2014-12-24

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（30970485）；浙江省科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目（2006C12060）；浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目（2011850027）

高誠，從事生態(tài)規(guī)劃研究。E-mail：309644381@qq.com。通信作者：余樹全，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事森林生態(tài)、恢復(fù)生態(tài)和生態(tài)規(guī)劃研究。E-mail：yushq@zafu.edu.cn