城市绿地布局对大气颗粒物污染的影响机制及尺度效应

this study, based on high resolution image and MODIS aerosol optical depth ( AOD) product data in the years of 2014 - 2019, and atmosphere particulate matter concentration data, 90 uniformly distributed plots(500m,1000m,2000m) were selected in city of Zheng Zhou, while 9 plots(1km,2km,4km,6km) was select around the atmospheric environment monitoring station at small scale. landscape interpretation map of each quadrat is obtained by 3S technology to calculate the landscape heterogeneity index，which is related to AOD and atmospheric particulate matter concentration. The impact of urban greenland landscape heterogeneity on atmospheric particulate matter pollution on different scales is revealed. Mathematical and statistical models are built between greenland landscape heterogeneity and atmospheric particulate matter concentration to explore the green system planning approach to alleviate urban air particulate pollution on different scales . Draw atmospheric particulate pollution mitigation-oriented Zhengzhou City, the spatial distribution map of green space system will be drawn which   may alleviate atmospheric particulate pollution.

基于2014年-2019年高精度影像数据和MODIS影像的C005气溶胶光学厚度产品，以及地面实测的不同粒径的大气颗粒物浓度数据，在市辖区尺度上选取90个均匀分布的样方并变换样方尺度（500m,1000m,2000m），在中小尺度上选取郑州市9个固定大气颗粒物监测站，并以监测站为中心选择9个正方形样方并变换尺度（1km,2km,4km,6km）,在不同尺度上获取样方的景观类型图并计算绿地景观异质性指标，与样方内气溶胶光学厚度指标和大气颗粒物浓度指标对应，揭示不同尺度上城市绿地布局形式对大气气溶胶光学厚度、颗粒物浓度的影响机制，建立不同尺度下城市绿地布局形式对大气污染程度空间分布影响的数学模型，探索不同尺度上缓解空气颗粒物污染的城市绿地布局优化途径，绘制以大气颗粒物污染缓解为导向的郑州市绿地系统布局图。

近年来，随着城市化进程的加快转变、人口的迅速增加、车辆的增多、工业结构的升级以及能源消耗方式的改变等，污染物排放量持续增加，导致雾霾、灰霾日数增加，空气能见度降低、空气质量日益恶化，对人类健康和可持续发展构成严重威胁。特别是中国这样一个快速发展中的国家，自改革开放以来，城市化率从1978年的18%增加到47%，预计在2030年突破65%。城镇化水平的显著提升，高密度紧凑型城市的建设发展，人口经济的快速增长，在不同尺度域给生态环境带来了不同程度的破坏，尤其是大气污染问题，威胁着人类健康和城市可持续发展。.本研究以中原城市群和郑州市为研究对象，基于高分二号卫星影像、TM、Modis等不同精度的遥感数据，结合郑州市9个国控站点的大气颗粒物浓度数据及其他省级站点的气象因子数据，应用多元统计分析、地统计学、景观格局分析等数量分析方法，深入探索了郑州市气象因子与大气颗粒物浓度的相互关系，进行了城市绿地景观格局对PM2.5、PM10空间分布的影响及尺度效应研究、郑州市道路网络结构特征对大气颗粒物污染的影响及尺度效应研究、中原城市群城市化程度对气溶胶时空分异的影响研究，期望通过城市绿地、道路、建设用地景观格局指标对大气颗粒物浓度和气溶胶空间分布的影响特征，揭示城市绿地、道路的景观异质性对颗粒物的影响机制及其尺度效应，为城市大气污染的缓解提供有效的城市规划和建设途径。得到如下结论：.（1）郑州市区PM2.5和PM10浓度呈现出冬季高、夏季低的趋势，大气污染主要集中在冬季。日均气温与PM2.5和PM10日均浓度之间呈负相关性；降水量与PM10日均浓度呈明显的负相关；2015-2016年郑州市的相对湿度与PM2.5日均浓度成正相关关系，与PM10日均浓度呈负相关。.郑州春季主要风向为东北偏东和西北，当风向为东南和西时，颗粒物浓度较低；夏季的最大风频为东北偏东风，此风向时颗粒物浓度较低；秋季风向主要集中在东北偏东方向上，风向为东北时，颗粒物浓度最低；冬季盛行的西北风，对大气颗粒物质量浓度的降低作用更明显。综合来看，郑州全年风向主要为东北偏东，且在此风向上，颗粒物浓度较低，当风向为东北、北、西北时，颗粒物浓度较高。.（2）PM2.5、PM10浓度与绿地景观格局耦合关系存在明显季节差异；PM2.5、PM10浓度与绿地景观格局耦合关系存在显著的尺度差异；绿地景观格局对PM10浓度的影响较PM2.