浙江省單位GDP-PM2.5排放量可視化和內(nèi)因分析

陸星家

（寧波工程學(xué)院理學(xué)院，浙江 寧波 315211）

近年來，浙江省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，GDP從2008年的21 486億元逐步增加到2018年的56 197億元。10年間，浙江省人民的生活水平得到大幅度提升。然而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，環(huán)境污染等問題愈發(fā)嚴(yán)重。浙江省主要城市的空氣質(zhì)量呈現(xiàn)逐年惡化的趨勢，1995年工業(yè)廢氣排放量為4 625億m3，2015年卻達(dá)到了12 802億m3，這種以犧牲環(huán)境而發(fā)展經(jīng)濟(jì)的模式是否能夠持續(xù)引發(fā)了越來越多人的深思。如何準(zhǔn)確、簡明地評價城市的空氣質(zhì)量以及引起空氣質(zhì)量惡化的誘因引起許多學(xué)者的關(guān)注。

利用GIS技術(shù)對空氣質(zhì)量進(jìn)行可視化分析成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)，利用GIS技術(shù)研究空氣質(zhì)量，可以將定量數(shù)據(jù)和地理信息結(jié)合起來，直觀地展示不同城市的空氣質(zhì)量變化趨勢[1]。GDP能耗是反映能源消費(fèi)水平和節(jié)能降耗狀況的主要指標(biāo)，一次能源供應(yīng)總量與國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比率是一個能源利用效率指標(biāo)。該指標(biāo)可以說明一個區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動對能源的利用程度，反映經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源利用效率的變化[2]。將國內(nèi)生產(chǎn)總值與空氣質(zhì)量相結(jié)合，人們提出了單位GDP空氣污染物排放量指標(biāo)，而單位GDP/年平均PM2.5排放量可以顯示城市單位GDP所排出的PM2.5污染量，人們可以據(jù)此分析城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和節(jié)能減排方向[3-5]。

因此，本研究從節(jié)能減排視角，通過地理可視化手段分析浙江省城市的PM2.5排放量，研究PM2.5排放量與城市人均GDP之間的內(nèi)在聯(lián)系，探尋城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。

1 浙江省主要城市PM2.5年均濃度

本研究通過http://beijingair.sinaapp.com獲取浙江省2015-2017年主要城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，利用Python語言的Basemap和Matplotlib庫，結(jié)合ArcGIS的浙江省Shape文件，繪制浙江省主要城市PM2.5顆粒物濃度的污染分布地圖。評價城市PM2.5污染程度的指標(biāo)不只有年均濃度一個指標(biāo)，年達(dá)標(biāo)天數(shù)比例也是一個重要的指標(biāo)。

2015年浙江省主要城市PM2.5年均濃度如圖1所示。2015年均PM2.5顆粒物濃度最高的城市是杭州和湖州，兩個城市的PM2.5顆粒物年均濃度為57 μg/m3。2015年均PM2.5顆粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5顆粒物年均濃度為30 μg/m3。2015年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最低的城市是湖州，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的59.7%。2015年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最高的城市是舟山，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的90.8%。

2016年浙江省主要城市PM2.5年均濃度如圖2所示。2016年均PM2.5顆粒物濃度最高的城市是杭州，杭州的PM2.5顆粒物年均濃度為49 μg/m3。2015年均PM2.5顆粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5顆粒物年均濃度為25 μg/m3。2016年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最低的城市是湖州，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的65.6%。2016年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最高的城市是麗水，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的95.4%。

圖1 2015年浙江省主要城市PM2.5年均濃度（μg/m3）

圖2 2016年浙江省主要城市PM2.5年均濃度（μg/m3）

2017年浙江省主要城市PM2.5年均濃度如圖3所示。

圖3 2017年浙江省主要城市PM2.5年均濃度（μg/m3）

2017年均PM2.5顆粒物濃度最高的城市是杭州和紹興，杭州和紹興的PM2.5顆粒物年均濃度為45 μg/m3。2017年均PM2.5顆粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5顆粒物年均濃度為25 μg/m3。

2017年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最低的城市是湖州，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的68.5%。2017年P(guān)M2.5污染達(dá)標(biāo)天數(shù)比例最高的城市是麗水，達(dá)標(biāo)天數(shù)占到總天數(shù)的93.2%。

2 浙江省主要城市人均GDP

本研究通過http://tjj.zj.gov.cn獲取浙江省2015-2017年主要城市的GDP數(shù)據(jù)和人均GDP數(shù)據(jù)，2015年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP達(dá)到11 3063元。2015年人均GDP最低的城市是溫州，溫州的人均GDP是50 946元，如圖4所示。

2016年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP達(dá)到120 271元。2016年人均GDP最低的城市是溫州，溫州的人均GDP是54 990元，如圖5所示。

2017年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP達(dá)到135 113元。2017年人均GDP最低的城市是麗水，麗水的人均GDP是57 500元，如圖6所示。

3 單位GDP空氣污染排放量分析

下面以PM2.5作為污染物，對比人均GDP（元）與PM2.5（μg/m3）的關(guān)系，將對比后的數(shù)值利用地圖進(jìn)行可視化展示。2015年浙江省單位GDP-PM2.5污染物排放量如圖7所示，舟山的單位GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率達(dá)到3 184，即單位GDP污染物排放量最少。溫州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，即單位GDP污染物排放量最多，比值為1 157。

圖4 2015年浙江省主要城市人均GDP（元）

圖5 2016年浙江省主要城市人均GDP（元）

圖6 2017年浙江省主要城市人均GDP（元）

圖7 2015年浙江省城市單位GDP/PM2.5排放量

2016年浙江省單位GDP-PM2.5污染物排放量結(jié)果如圖8所示，舟山人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率達(dá)到4 243。衢州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，比值為1 339。

圖8 2016年浙江省城市單位GDP/PM2.5排放量

2017年浙江省單位GDP-PM2.5污染物排放量結(jié)果如圖9所示，舟山人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率達(dá)到4 195。衢州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，比值為1 458。

圖9 2017年浙江省城市單位GDP/PM2.5排放量

4 結(jié)論

浙江省11地市的PM2.5年均濃度在2015-2017年呈現(xiàn)出西北部高、東南部低的地區(qū)格局。其中，杭州的年均PM2.5濃度在省內(nèi)處于較高的水平，這與杭州市能源消耗結(jié)構(gòu)高度相關(guān)，即機(jī)動車保有量大，機(jī)動車尾氣排放量占城市PM2.5濃度的40%，但是杭州2015年、2016年、2017年單位GDP/PM2.5排放量分別為1 983、2 454、3 002，表明杭州單位GDP排放的PM2.5較少，這與杭州的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度相關(guān)，即杭州市以電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)具有PM2.5排放量較少的特點(diǎn)。溫州、衢州的單位GDP/PM2.5排放量在浙江省處于較低的水平，即以上兩市的單位GDP能耗較高，需要在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行升級，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)增長。