2005-2014年內(nèi)蒙古草地火災(zāi)排放污染物的時(shí)空格局

靳全鋒，鞠園華，楊夏捷，王文輝，郭福濤*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院， 福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)海峽兩岸水土保持協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 福州 350002)

2005-2014年內(nèi)蒙古草地火災(zāi)排放污染物的時(shí)空格局

靳全鋒1,2，鞠園華1,2，楊夏捷1,2，王文輝1,2，郭福濤1,2*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院， 福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)海峽兩岸水土保持協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 福州 350002)

火是生態(tài)系統(tǒng)重要干擾因子并對(duì)大氣環(huán)境和人類健康有顯著影響。該研究基于2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)MODIS遙感衛(wèi)星火點(diǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，估算各區(qū)域草地火燃燒生物量，運(yùn)用排放因子法、核密度法和克里金插值法，估算10年間內(nèi)蒙古地區(qū)草原排放污染物總量及時(shí)空分布。研究結(jié)果顯示，內(nèi)蒙古地區(qū)草地生物質(zhì)密度存在顯著差異，由東北到西南呈遞減趨勢(shì)。此外，內(nèi)蒙古地區(qū)草地火時(shí)空分布不均勻：草地火年變化呈階梯式上升趨勢(shì)，月變化呈雙峰分布，火災(zāi)多集中3-4月和9-10月；空間上，火點(diǎn)密度從東北向西南逐漸遞減。呼倫貝爾、興安盟、通遼、赤峰、錫林郭勒盟、烏蘭察布、包頭、呼和浩特、巴彥淖爾、鄂爾多斯、烏海和阿拉善盟分別占區(qū)域總火災(zāi)次數(shù)的48.1%、7.4%、2.8%、1.9%、8.3%、3.8%、4.3%、1.2%、1.0%、20.6%、0.3%和0.3%。內(nèi)蒙古地區(qū)草地火災(zāi)排放污染物CO2、CO、NOX、CH4、VOCS、PM2.5、OC和EC總量分別為：658.31 kt、39.09 kt、846.18 t、1.22 kt、1.87 kt、2.49 kt、1.65 kt和197.96 t。此外，各污染物排放在時(shí)間和空間上不均衡，且與草地火密度的時(shí)空分布密切相關(guān)。該文通過對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)草原火釋放污染物的時(shí)空變化研究，為深入揭示草原火對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響提供數(shù)據(jù)支持。

內(nèi)蒙古；草地火；污染物；時(shí)空分布

火是生態(tài)系統(tǒng)重要干擾因子，生物質(zhì)燃燒釋放大量污染對(duì)全球大氣環(huán)境、氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)有顯著影響。全球有6800 Tg[1](1979)、8680 Tg[2](1990)和8600 Tg[3](2001)生物質(zhì)被燃燒，研究顯示每年有2000 Tg C來源生物質(zhì)火災(zāi)，其中52%來源于非洲，30%來源美洲，14%來源亞洲，其他區(qū)域僅占4%[4-5]。全球有3488 Mhm2的草業(yè)資源，草地火災(zāi)是最大的生物質(zhì)燃燒源[6-7]。草地火災(zāi)釋放大量污染性氣體(CO2、CO、CH4、NOx、SO2、VOCs、烴和鹵代物等)和顆粒物(TSP、PM10、PM2.5、PM1、OC、EC和氣溶膠等)顯著影響空氣質(zhì)量和人類健康[7-9]。CO2、CH4和N2O是導(dǎo)致氣候變暖的主要因素[10-11]，鹵代物是破壞臭氧層的元兇[12]，SO2、NOx、OC和EC促進(jìn)光化學(xué)煙霧形成，降低能見度[13]，此外，草地火不僅破壞生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)降低土壤質(zhì)量，造成水土流失[14-15]。目前關(guān)于草地火災(zāi)污染物排放研究已展開，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)草地火災(zāi)煙氣排放檢測(cè)已成為主流方法[16-18]。

中國(guó)是居世界第二的草地資源大國(guó)，草地占國(guó)土面積的2/5，也是草地火災(zāi)頻發(fā)的國(guó)家，每年有1/3的草地遭受火災(zāi)的破壞[39]。由于人類活動(dòng)導(dǎo)致草地火頻發(fā)，95%草地火由人類活動(dòng)引起[19]。目前我國(guó)已開展草地火災(zāi)研究，并取得一定進(jìn)展[18,20-24]，但以往研究主要存在以下問題，(1)研究以草地火險(xiǎn)等級(jí)劃分為主[20-22,24]，(2)研究草地火災(zāi)影響因子[18-23]。此外，峰芝等[25]對(duì)內(nèi)蒙古草地火災(zāi)的研究表明，大面積、高強(qiáng)度火災(zāi)排放到大氣中的污染更多，而內(nèi)蒙古草地火災(zāi)具有面積大、強(qiáng)度高等特性，這極大增加了探討內(nèi)蒙古草地火災(zāi)對(duì)大氣環(huán)境影響的意義。然而，目前關(guān)于內(nèi)蒙古草地火災(zāi)發(fā)生特點(diǎn)的研究還較少，尤其關(guān)于草地火災(zāi)的煙氣排放問題更是鮮有報(bào)道。

鑒于此，本文綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及中國(guó)畜牧業(yè)年鑒[26]對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)過去10年間的草地火災(zāi)排放污染物的時(shí)空格局進(jìn)行分析。主要研究目標(biāo)為: 1)估測(cè)出2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地火災(zāi)時(shí)空分布。2)估算內(nèi)蒙古各區(qū)域草地燃燒導(dǎo)致的各類污染物的排放總量。3)分析內(nèi)蒙古草地火排放各類污染物的空間分布。本研究可為相關(guān)大氣模型研究和大氣環(huán)境污染評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

本研究以內(nèi)蒙古草地為研究區(qū)域，根據(jù)排放因子及各區(qū)域草地火災(zāi)面積，估測(cè)內(nèi)蒙古地區(qū)2005-2014年草地火災(zāi)釋放CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC等污染物的總量及時(shí)空變化。

1.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古地區(qū)位于中國(guó)北部(圖1)，地理范圍是北緯37°24′-53°23′，東經(jīng)97°12′-126°04′，東與黑龍江、吉林和遼寧三省接壤，西到甘肅，南與河北、山西和寧夏相鄰，北與蒙古和俄羅斯比鄰，東西跨度約2400 km，南北相距約1700 km。該區(qū)域由九市三盟組成，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降水量50～450 mm，年平均氣溫0～8 ℃，季節(jié)降水不均勻，春季溫?zé)岣珊?，夏季炎熱多雨，秋季溫和少雨，寒冬降水量較少。內(nèi)蒙古地區(qū)的草原從東北向西南具有明顯的地帶性分布，分別是溫帶草甸草原、溫帶典型草原、溫帶荒漠草原等植被類型，區(qū)域面積1.18×105km2，占中國(guó)國(guó)土面積12.3%，草地面積7.88×104km2，草地占區(qū)域面積的66.78%[23]。

圖1 內(nèi)蒙古草地空間分布Fig.1 Spatial distribution of grassland in Inner Mongolia

1.2 數(shù)據(jù)來源

2005-2014年草地火災(zāi)面積數(shù)據(jù)來源于中國(guó)畜牧業(yè)年鑒[26]，每年草地火面積的平均值為該火點(diǎn)面積；2005-2014年內(nèi)蒙古草地火數(shù)據(jù)來源于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectrometer)1 km空間分辨率的每日尺度MOD14A1林火產(chǎn)品，提取2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)林火像素?cái)?shù)據(jù)，MODIS林火產(chǎn)品在監(jiān)測(cè)植被火災(zāi)方面具有良好的可靠性[27]，目前MODIS火點(diǎn)受自然因素影響，成功監(jiān)測(cè)率為90%左右，但通過濾除噪聲、耀斑及云的干擾，不同區(qū)域和季節(jié)林火成功監(jiān)測(cè)率高達(dá)100%[28]。研究提取了2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)衛(wèi)星火點(diǎn)數(shù)據(jù)與植被類型圖(1 km空間分辨率)進(jìn)行疊加(http：//westdc.westgis.ac.cn/)，提取草原火點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包含了每個(gè)火點(diǎn)地理坐標(biāo)、時(shí)間和植被類型。內(nèi)蒙古草地生物質(zhì)密度運(yùn)用陳效逑等[29]內(nèi)蒙古典型草原地上生物量的空間格局及其氣候成因分析和Ma等[19]估算內(nèi)蒙古溫帶草地生物量及其與環(huán)境因子的關(guān)系共同估算內(nèi)蒙古草地生物質(zhì)密度的空間分布，Kato等[30]草原燃燒效率采樣為96%。

1.3 排放因子的確定

排放因子是精確估測(cè)各類排放物總量的重要前提。本文綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究成果，目前關(guān)于國(guó)內(nèi)草地火災(zāi)的排放因子的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)較少，本研究選用國(guó)外與中國(guó)國(guó)情相似草地燃燒的排放因子，同時(shí)對(duì)眾多研究結(jié)果取平均值作為本研究的排放因子(表1)。

表1 草排放因子Table 1 Emission factors from grassland fire g/kg

1.4 草地燃燒量計(jì)算

草地燃燒用公式(1)進(jìn)行計(jì)算[31]

Mi=A×B×EFi×η

(1)

式中，Mi為i類污染物的排放總量,kg；A為草地火災(zāi)過火面積，hm2；B為單位面積草原生物量密度，t/hm2;EFi為i類污染物的排放因子,g/kg；η為草地的燃燒效率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel統(tǒng)計(jì)2005-2014年每次草地火發(fā)生時(shí)間、位置和面積，以獲取草地火時(shí)空分布特征，根據(jù)草地火點(diǎn)及污染物空間分布特征運(yùn)用ARCGIS軟件的核密度法和克里金插值法繪制草原火密度和污染物空間分布圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 內(nèi)蒙古草地生物質(zhì)密度和草原火點(diǎn)空間分布格局

圖2a顯示內(nèi)蒙古地區(qū)草地生物質(zhì)密度空間分布不均勻，生物質(zhì)密度從東北向西南逐漸遞減。內(nèi)蒙古草地生物質(zhì)密度主要受降水、溫度、相對(duì)濕度、緯度和經(jīng)度等因子影響。研究表明內(nèi)蒙古區(qū)域平均降水量為250～450 mm，且呈東南向西北遞減趨勢(shì)分布，即隨著經(jīng)度增加而增加，溫度隨著緯度增加而降低；內(nèi)蒙古區(qū)域草地生物質(zhì)密度與降水、濕度和經(jīng)度呈正相關(guān)，與溫度和干燥度呈負(fù)相關(guān)[29-35]。

2005-2014年內(nèi)蒙古草地區(qū)域發(fā)生12904次，年均1290次草地火點(diǎn)，火點(diǎn)在空間分布不均勻，運(yùn)用ArcGIS 10.0繪制火點(diǎn)密度如圖2b，火點(diǎn)密度分布規(guī)律具有從東北向西南逐漸遞減。呼倫貝爾、興安盟、通遼、赤峰、錫林郭勒盟、烏蘭察布、包頭、呼和浩特、巴彥淖爾、鄂爾多斯、烏海和阿拉善盟分別占區(qū)域草地火48.1%、7.4%、2.8%、1.9%、8.3%、3.8%、4.3%、1.2%、1.0%、20.6%、0.3%和0.3%.該研究年均衛(wèi)星火點(diǎn)與峰芝等[25]研究一致，由于草地火受自然因素(氣溫、降水、相對(duì)濕度等)、人為因素(放牧數(shù)量、道路密度、農(nóng)田等)和生物質(zhì)特性等因素影響。相關(guān)研究表明生物質(zhì)密度越大、溫度越高、降水越少、相對(duì)濕度越低、放牧數(shù)量越少、距道路越近越有利于草地火災(zāi)發(fā)生[21-23]。

圖2 2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地生物質(zhì)密度和草原火密度空間分布Fig.2 Spatial distribution of biomass density and grassland fire density in Inner Mongolia during 2005-2014

2.2 內(nèi)蒙古草地火點(diǎn)時(shí)間分布格局

圖3 2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地火點(diǎn)年變化Fig.3 Temporal change grassland fire in Inner Mongolia during 2005-2014

圖4 2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地火點(diǎn)時(shí)空分布Fig.4 Temporal change grassland fire in Inner Mongolia during 2005-2014

圖3顯示2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地火年變化呈階梯式上升趨勢(shì)。該研究與周懷林等[21]研究較為相似；草地火的年際變化受氣候條件、植被性質(zhì)和人類活動(dòng)等因子影響，降水、光照和溫度是草地生態(tài)系統(tǒng)的重要影響因子。研究表明內(nèi)蒙古地區(qū)年均增溫0.034 ℃，內(nèi)蒙古地區(qū)降水從東北向西南逐漸降低，有利于內(nèi)蒙古東部區(qū)域草地生物質(zhì)的積累，降低西部區(qū)域生物質(zhì)積累[36]。氣候條件的變化、生物量積累加速及人類活動(dòng)頻繁等因子共同作用促進(jìn)草地火災(zāi)頻發(fā)[37-38]。

圖4顯示內(nèi)蒙古草地火的月際變化不均勻，火點(diǎn)比率呈雙峰分布，主峰顯著高于次峰， 3-5月和9-10月是草地火多發(fā)期，分別占據(jù)全年火點(diǎn)總量的50%和29%。該研究與周懷林等[21]研究一致，草地火集中在春、秋兩季主要受自然因素(降水、空氣濕度、溫度和風(fēng)速等)、草地植被性質(zhì)和植被含水率等因素影響。張正祥等[24]研究表明內(nèi)蒙古草地區(qū)域春季降水較少、相對(duì)濕度低、氣溫回暖快、風(fēng)速較大導(dǎo)致植被含水量低，前一年死亡生物質(zhì)較多，極易促進(jìn)草地火災(zāi)形成；秋季內(nèi)蒙古草地區(qū)域生物質(zhì)大量死亡、降水較少、空氣濕度降低和風(fēng)速較強(qiáng)有利于草地火災(zāi)的形成，但由于氣溫下降較快降低火頻率，導(dǎo)致春季火災(zāi)頻率顯著高于秋季；其他月份由于降水、溫度和草地屬性等因子阻礙草地火發(fā)生。

圖5 2005-2014年內(nèi)蒙古草地火災(zāi)排放污染物總量空間分布Fig.5 Spatial distribution of the total emissions of pollutants from grassland burned in Inner Mongolia during 2005-2014

2.3 內(nèi)蒙古草地火排放污染物的空間分布格局

內(nèi)蒙古草地火排放受內(nèi)、外因素共同作用而不斷發(fā)生變化，運(yùn)用大量靜態(tài)數(shù)據(jù)，并不能反映草地火排放動(dòng)態(tài)變化，估算污染物排放通過改變計(jì)算方式逐漸逼近真實(shí)值，不可能成為真實(shí)值，以往研究表明運(yùn)用平均值是減少誤差的常用估算方法。估算草地火污染物排放量分別運(yùn)用草地火每年平均面積、生物質(zhì)密度和平均排放因子等共同估算污染物排放總量，如圖5顯示各區(qū)域污染物排放總量差異很大，各污染物分布有所不同，2005-2014年中國(guó)內(nèi)蒙古地區(qū)草地火災(zāi)排放污染物CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC總量分別為：619.43 kt、36.78 kt、796.20 t、1.15 kt、1.76 kt、2.34 kt、1.55 kt和186.27 t，年均排放量分別為：61.94 kt、3.68 kt、79.62 t、114.68 t、176.41 t、234.11 t、154.86 t和18.63 kt；呼倫貝爾由于草地火災(zāi)產(chǎn)生污染物總量為550.83 kt，主要污染物CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC總量分別為：480.59 kt、28.53 kt、617.74 t、889.77 t、1.37 kt、1.82 kt、1.20 kt和144.52 t；興安盟、通遼、赤峰、錫林郭勒盟、烏蘭察布、包頭、呼和浩特、巴彥卓、鄂爾多斯、烏海和阿拉善盟區(qū)域草地火災(zāi)釋放污染物總量分別為：45.80 kt、14.63 kt、12.91 kt、38.46 kt、3.65 kt、14.11 kt、2.86 kt、2.39 kt、13.18 kt、298.49 t和546.27 t；CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC等污染物排放分別在各區(qū)域占比為93.29%、5.54%、0.12%、0.17%、0.27%、0.35%、0.23%和0.03%；根據(jù)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將污染物劃分為5個(gè)等級(jí)，單位面積內(nèi)草地火排放污染物如圖5所示。由圖5可知單位面積最大污染物濃度是CO2> CO > PM2.5> EC >VOCs >OC >CH4>NOx，且污染濃度最大區(qū)域集中在火密度較高區(qū)域(圖2b)，呼倫貝爾、興安盟、通遼、赤峰、錫林郭勒盟等區(qū)域草地火密度較大，其他區(qū)域相對(duì)較?。晃廴疚顲O2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC排放高低和草地火密度有密切正相關(guān)，草地火受自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素共同影響[24]。草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，是生物圈中初級(jí)生產(chǎn)者，是牧區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。草地火災(zāi)是牧草區(qū)域危害最大的自然災(zāi)害，草地?zé)龤?yán)重威脅畜牧業(yè)發(fā)展，草地火災(zāi)可燒毀草地植被、牧民住房以及對(duì)人畜生命造成嚴(yán)重威脅[39]；由于草地火災(zāi)頻發(fā)及大量污染物排放發(fā)生造成草地植被覆蓋度降低，水土流失嚴(yán)重導(dǎo)致土壤貧瘠甚至形成荒漠化造成生態(tài)環(huán)境的惡性循環(huán)[40-42]。

2.4 內(nèi)蒙古草地火排放比較及不確定分析

研究表明草地火排放受生物質(zhì)密度、燃燒效率、氣相因子和經(jīng)濟(jì)社會(huì)等因素影響。本研究草地火災(zāi)資料分別來源畜牧業(yè)年鑒和MODIS衛(wèi)星火點(diǎn)數(shù)據(jù)，具有較高可信度。在估算草地顆粒物排放時(shí)，需要引入燃燒效率系數(shù)和排放因子，而燃燒效率和排放因子受燃燒方式、自然環(huán)境等因素影響，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于該研究尚未見報(bào)，因此本研究以多種草燃燒實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值作為本研究排放因子，增加草地火排放研究結(jié)果的可靠性，但由于國(guó)內(nèi)對(duì)內(nèi)蒙古草地燃燒排放因子及燃燒效率缺少試驗(yàn)研究，導(dǎo)致了本研究結(jié)論在內(nèi)蒙古草地污染物排放的空間異質(zhì)性方面缺少考慮，今后還需要加強(qiáng)草地火污染物排放的實(shí)測(cè)工作，以便充分考慮內(nèi)蒙古不同草地的污染物排放特性，進(jìn)一步提高草業(yè)火災(zāi)污染物排放估測(cè)的準(zhǔn)確性。

Yan等[39]研究?jī)?nèi)蒙古地區(qū)草地火排放CO2、CO、NOx、CH4、VOCs和PM2.5分別為20.56 kt、1.10 kt、19.34 t、68.20 t、52.32 t和52.33 t，本研究與該研究結(jié)果較為接近；陸炳等[34]研究?jī)?nèi)蒙古地區(qū)生物質(zhì)燃燒排放CO2、CO、NOx、CH4、VOCs和PM2.5分別為18.2 mt、1.97 mt、23.9 kt、88.7 kt、171.5 kt和96.3 kt，該研究結(jié)果是本研究的290倍，顯著高于本研究。由于該研究為室內(nèi)生物質(zhì)燃燒排放污染物總量，而本研究?jī)H對(duì)草地燃燒進(jìn)行了估算，故研究結(jié)論有較大差異。

3 結(jié)論

本文利用衛(wèi)星火點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合中國(guó)畜牧業(yè)年鑒并采用排放因子法，對(duì)2005-2014年間內(nèi)蒙古地區(qū)草地生物質(zhì)分布及草地火排放污染物CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC的總量和時(shí)空分布進(jìn)行系統(tǒng)的研究，得到如下主要結(jié)論。

(1)內(nèi)蒙古地區(qū)草地生物質(zhì)密度空間分布不均勻，生物質(zhì)密度從東北向西南逐漸遞減。

(2)內(nèi)蒙古地區(qū)草地火災(zāi)時(shí)間和空間上不均衡分布，草地火多集中在春、秋兩季；2005-2014年間內(nèi)蒙古地區(qū)草地火年比率的變化呈階梯式上升趨勢(shì)；火點(diǎn)在空間分布不均勻，火點(diǎn)密度分布規(guī)律具有從東北向西南逐漸遞減的趨勢(shì)。

(3)2005-2014年內(nèi)蒙古地區(qū)草地火災(zāi)排放污染物CO2、CO、NOx、CH4、VOCs、PM2.5、OC和EC總量分別為：619.43 kt、36.78 kt、796.20 t、1.15 kt、1.76 kt、2.34 kt、1.55 kt和186.27 t，年均排放量分別為：61.94 kt、3.68 kt、79.62 t、114.68 t、176.41 t、234.11 t、154.86 t和18.63 kt；各污染物排放在時(shí)間和空間上不均衡，各污染物排放量多集中在呼倫貝爾東北和西北地區(qū)、興安盟、通遼和錫林郭勒盟交匯處、烏蘭察布東南部、呼和浩特東北地區(qū)和鄂爾多斯、巴彥淖爾和包頭交匯區(qū)域等區(qū)域。

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Temporal and spatial patterns of emissions and pollutants from grassland burned in Inner Mongolia during 2005-2014

JIN Quan-Feng1,2, JU Yuan-Hua1,2, YANG Xia-Jie1,2, WANG Wen-Hui1,2, GUO Fu-Tao1,2*

1.FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China; 2.Co-innovationCenterforSoilandWaterConservationinRedSoilRegionoftheCross-straits,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China

Fire is an important disturbance in ecosystems, and fires significantly affect the atmospheric environment and human health. Combining MODIS satellite data for the Inner Mongolia region during 2005-2014 and data from the Animal Husbandry Statistical Yearbook, we estimated the burnt biomass of regional grassland. The total emissions and spatial and temporal distribution of pollutants from grassland fires during 2005-2014 were also explored using emission factor, kernel density, and kriging interpolation methods. The results indicated that the density of burned grassland biomass differed within Inner Mongolia, decreasing from the northeast to the southwest parts of Inner Mongolia. The grassland fires were distributed unevenly, both spatially and temporally, in the study area. The grassland fires showed a stable annual growth and mainly occurred in March-April and September-October every year, showing two distinct peaks. Spatially, the distribution of fire point density gradually decreased from the northeast to the southwest parts of the study area. The proportions of total grassland fires in the various regions of Inner Mongolia were as follows: Hulun Buir (48.1%), Xing’an League (7.4%), Tongliao (2.8%), Chifeng (1.9%), Xilinguole (8.3%), Wulanchabu (3.8%), Baotou (4.3%), Hohhot (1.2%), Bayanzuoer (1.0%), Erdos (20.6%), Wuhai (0.3%), and Alashan (0.3%). During the period of 2005-2014, the total emissions of various substances were as follows: CO2(658.31 kt), CO (39.09 kt), NOx (846.18 t), CH4(1.22 kt), volatile organic compounds (1.87 kt), particulate matter smaller than 2.5 μm (2.49 kt), organic carbon (1.65 kt), and elemental carbon (197. 96 t). The emission of each type of pollutant varied spatially and temporally and was significantly correlated with the density distribution of fires. In this study, we explored the spatial and temporal dynamic changes in pollutants emitted from grassland fires in Inner Mongolia. This information will underpin further research on this regional environment by providing a robust database.

Inner Mongolia; grassland fire; pollutants; temporal and spatial distribution

10.11686/cyxb2016337

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-09-06；改回日期：2016-11-17

國(guó)家自然科學(xué)基金(31400552)，福建農(nóng)林大學(xué)杰出青年基金項(xiàng)目(xjq201613)，福建省自然科學(xué)基金(2015J05049)和福建省教育廳省屬高校專項(xiàng)(JK2014012)資助。

靳全鋒(1988-)，男，安徽阜陽人，在讀碩士。E-mail：jinquanfeng2006@126.com

*通信作者Corresponding author. E-mail:guofutao@126.com

靳全鋒, 鞠園華, 楊夏捷, 王文輝, 郭福濤. 2005-2014年內(nèi)蒙古草地火災(zāi)排放污染物的時(shí)空格局. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(2): 21-29.

JIN Quan-Feng, JU Yuan-Hua, YANG Xia-Jie, WANG Wen-Hui, GUO Fu-Tao. Temporal and spatial patterns of emissions and pollutants from grassland burned in Inner Mongolia during 2005-2014. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(2): 21-29.