新疆天山北坡经济带PM_2.5时空分布与LUCC的关联性研究

With the rapid development of urbanization and the industrial and agricultural, the trend of PM2.5 pollution was aggravated in the Northern Tianshan Economic Belt. This study select the Northern Tianshan Economic Belt as the research area，based on AOD and PM2.5 remote sensing retrieval and LUCC remote sensing by RS and GIS technology. We analysisde quantitativly the spatial and temporal variations of PM2.5 and LUCC in recent five years. Research the different land use/land cover types and their combinations，and the changes of quality and quantity of different land use dynamic evolution in space and time and PM2.5 the relevance. Reveal impact mechanism of LUCC to PM2.5, put forward environment land optimal allocation plan under the constraint of resources utilization , and adjust the scientific nature and feasibility of land use/land cover pattern to improve the atmospheric pollution of PM2.5, This study can provide the basis for related departments to formulate the corresponding environmental standards, and provide reference for environmental management and industrial layout, and land planning and so on in regional and urban, There is important practical significance to improve the regional ecological environment and protect the public health.

随着快速的工农业发展和城镇化的推进，天山北坡经济带PM_2.5污染呈加重趋势。本研究以天山北坡经济带为研究区，借助RS 与GIS 技术，在利用MODIS数据进行AOD和PM_2.5遥感反演和LUCC遥感解译的基础上，定量分析近5年PM_2.5和LUCC的时空变化，研究区域不同的土地利用/土地覆被类型及其组合、不同的土地利用动态演化在空间和时间上与PM_2.5质和量变化的关联性，揭示LUCC对PM2.5的影响机制，提出环境约束下的土地资源配置最优利用方案，探讨土地利用/土地覆被格局的调整对改善大气PM_2.5污染的科学性和可行性，为相关部门制定相应的环境标准提供依据，为区域及城市环境管理、产业布局、土地规划等提供参考，对改善区域生态环境和保障公众健康有重要现实意义。

新疆天山北坡经济带正处于快速发展城镇化进程中，土地利用/土地覆被的显著变化，不可避免地对PM2.5的时空分布产生影响。本项目在数据收集和实地监测基础上，完成了研究区基于MODIS数据的AOD遥感定量反演、基于Landsat TM5/LC8数据的LUCC解译分类、AOD-PM2.5回归模型构建及PM2.5数值模拟，探讨了PM2.5时空分布与LUCC的相关性。研究结果表明：（1）研究区AOD呈现南低北高，西低东高的空间分布特征，城镇地区AOD值高于其它地区；（2）研究区各城市小时ρ(PM2.5)呈“W”型双峰变化；各月份ρ(PM2.5)呈“U”型特征，月均值为65.5 μg/m3，2月和9月分别为ρ(PM2.5)最高月和最低月，各季节ρ(PM2.5)排序为冬季>秋季>春季>夏季；空间上ρ(PM2.5)由西北部克拉玛依市向东南部乌鲁木齐市逐渐增大，乌鲁木齐-昌吉-五家渠一线污染最重，南部山区及北部荒漠空气质量较好；（3）研究期未利用地、水体和高覆盖度天然植被面积呈退缩趋势，城镇及周边地区的耕地、工矿用地和其他建设用地面积有较大增加，而工矿用地和城市绿地增长比例最大；（4）ρ(PM2.5)与工矿用地、交通用地、其它建设用地、裸地和耕地面积呈正相关关系，其中以工矿用地最显著；与高覆盖度天然植被、城市绿地、水体、低覆盖度天然植被面积呈负相关关系，其中以高覆盖度天然植被最显著。在空间上，工矿用地、其它建设用地、交通用地和耕地等生产、生活主导的地类PM2.5排放强度远高于天然植被、城市绿地、水体和未利用地等生态功能地类，而前者也正对应了ρ(PM2.5)分布的高值区，故应该成为重点防治和调控的区域，可通过宏观规划统筹和微观过程管控措施改善区域大气PM2.5污染状况。本研究探讨了LUCC格局调整对改善PM2.5污染的科学性，可为区域及城市环境管理、产业布局、土地规划等提供参考。