大气颗粒物污染对土地覆盖变化的响应（一）

摘要: 土地利用-覆盖变化( LUCC) 直接或间接影响颗粒物污染。大气的响了解颗粒物污染对 LUCC 的颗粒响应，对维护和改善生态环境具有重要的物污意义。基于卫星遥感技术，染对从广域的土地空间尺度分析颗粒物污染对 LUCC 的响应。使用 MODIS 数据分别提取与颗粒物污染相关性较高的覆盖城市用地、林地等土地利用类型，变化确定土地利用类型的大气的响变化趋势，利用长时间序列 MODIS 气溶胶光学厚度( AOD，颗粒Aerosol optical depth) 产品分析颗粒物污染与土地利用类型的物污变化的相关性。以山东省青岛市、染对淄博市、土地济南市 3 个典型城市为例，覆盖研究了 AOD 随土地利用类型的变化变化趋势。同时，大气的响考虑并分析了颗粒物污染对土地利用变化响应的敏感性，以及城市区域变化对环境的影响。研究结果表明，不同的城市类型，由于决定环境变化主导因素的差异，颗粒物污染对 LUCC 的响应具有明显的差异。青岛市地区，由于受海洋影响显著，大气颗粒物污染与 LUCC 的相关性较低，如中度污染天气与林地的相关系数为-0.451; 而淄博市和济南市的相关系数分别为-0.473、-0.507。

近年来，随着我国城市化进程的加快，土地利用变化的快速发展，尤其是植被覆盖被建筑物所替代，导致地表吸附、阻挡扬尘的能力降低，带来一系列的生态环境问题，其中大气污染问题日益严重，城市建设、工业生产等都直接导致了空气中颗粒物的增加。大气颗粒物已经成为影响我国城市空气质量的首要污染物，颗粒物污染问题愈发严重且来源比较复杂，目前已经严重影响到人们的正常生产生活。

国内外学者利用遥感技术研究土地利用-覆盖变化的历史较长，并取得了较多成果，土地利用信息提取、过程趋势及驱动力分析是当前研究的重点内容，目前，土地利用-覆盖变化( LUCC) 的研究主要集中在空间分布规律及变化趋势探讨、多源遥感数据的 LUCC 过程动态监测及 LUCC 对全球气候变化的影响、机理研究等方面。同时，气溶胶的研究在国内外已经广泛开展，其信息获取经历了由最初的地面实时监测到利用卫星遥感数据定量反演的过程。研究学者在气溶胶光学特性及时空分布规律、近地表颗粒物浓度预测与模拟、大气污染动态监测、全球气候变化影响等方面做了大量研究，并取得了较大进展。以往的研究对 LUCC、气溶胶的进一步发展具有重要的推动作用，然而对于 LUCC 与气溶胶之间关系的研究相对较少，多针对短时间内的特定区域，缺乏长时间序列的研究。卫星遥感技术的不断发展为长时间土地覆盖信息及大气颗粒物污染信息的提取提供了便利。本文利用长时间序列 MODIS 数据研究大气颗粒物污染对LUCC 的响应，探讨气溶胶随土地利用类型的变化趋势。

文中考虑到沿海地区由于受海洋环境的直接调节，空气质量受海洋影响比较明显，大气污染相对较轻; 内陆地区远离海洋，空气质量受海洋影响较小，而城市扩张、森林砍伐等人为因素使绿色植被大面积减少，导致地表吸附颗粒物的能力降低，空气污染加重，森林、城市的变化对内陆地区空气质量的影响相对较大，初步推测城市大气颗粒物污染与土地覆盖变化存在着密切关系。因此，为探讨 LUCC 对大气颗粒物污染的影响，本文分别选取山东省青岛市、淄博市和济南市 3 个典型城市作为研究区，模拟沿海到内陆城市区域的变化，以ＲS 和 GIS 为技术支撑，利用广尺度、长时间序列 MODIS 标准产品分别提取各城市近 10 年来土地覆盖信息与大气颗粒物污染时空分布信息，分析大气颗粒物污染与 LUCC 之间的相关性，确定 LUCC 对大气颗粒物污染的响应机制，该研究不但可以为区域和周边经济发展以及环境保护提供决策依据，而且对维持城市群生态环境安全也具有重要的理论和现实意义

声明：参考《生态学报》第30卷16期，如涉版权请联系删除

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