(河南理工大學(xué) a.應(yīng)急管理學(xué)院;b.測(cè)繪與國(guó)土信息學(xué)院,河南 焦作 454000)

河南省城市空氣質(zhì)量時(shí)空格局特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究

王素仙a,張永領(lǐng)a,郭靈輝b

(河南理工大學(xué) a.應(yīng)急管理學(xué)院;b.測(cè)繪與國(guó)土信息學(xué)院,河南 焦作 454000)

空氣污染是河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中亟待解決的難題?；诤幽鲜〕鞘锌諝赓|(zhì)量數(shù)據(jù)、氣象與社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料,運(yùn)用ArcGIS和SPSS分析技術(shù),從年、季節(jié)尺度探討了河南省城市空氣質(zhì)量的時(shí)空特征及其影響因素。結(jié)果表明:河南省18個(gè)城市年均空氣質(zhì)量指數(shù)較高,在季節(jié)尺度上呈現(xiàn)“春降秋升、冬高夏低”的變化軌跡,在空間上表現(xiàn)出明顯的集聚態(tài)勢(shì)。河南省城市年均空氣污染天數(shù)占比約為48.23%,且時(shí)空異質(zhì)性明顯。PM2.5是河南省城市空氣污染的首要污染物,占空氣污染總天數(shù)的54.40%,但季節(jié)性首要污染物仍需關(guān)注。風(fēng)速減小、日照時(shí)數(shù)變短、溫度降低、降水減少、氣壓升高等天氣條件易于形成空氣污染,而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、車(chē)輛數(shù)量和建設(shè)施工等也是導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量變化的重要因素。

空氣質(zhì)量;變化特征;驅(qū)動(dòng)機(jī)制;河南省

1 前言

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大氣污染問(wèn)題日益受到關(guān)注[1]。近年來(lái),部分學(xué)者從全國(guó)尺度[2,3]、典型區(qū)域尺度[4,5]、重點(diǎn)省市[6,7]等不同尺度對(duì)我國(guó)空氣質(zhì)量的時(shí)空特征進(jìn)行了有益探討,并嘗試分析了如氣象條件[8]、沙塵暴天氣[9]、人口密度[10]以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[11]等自然—社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素對(duì)空氣質(zhì)量變化的作用機(jī)制,取得了豐碩成果。然而,由于地域環(huán)境異質(zhì)性,區(qū)域間空氣質(zhì)量變化特征及形成機(jī)制差異較大,區(qū)域研究仍需要深入[3]。跨區(qū)傳輸是空氣環(huán)境污染的一個(gè)重要特征,單體城市空氣質(zhì)量?jī)?yōu)劣受到相鄰城市污染狀況的影響,城市空氣質(zhì)量與其相鄰城市空氣質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)態(tài)勢(shì)研究有助于深化認(rèn)知區(qū)域關(guān)聯(lián)機(jī)制[1,12]。

河南省空氣質(zhì)量不容樂(lè)觀(guān),省會(huì)鄭州市已連續(xù)兩年在全國(guó)74個(gè)重點(diǎn)城市中排名靠后,大氣污染成為影響全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大瓶頸制約和潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患。大氣污染防治是事關(guān)河南全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重大問(wèn)題,是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的重大工程,受到國(guó)家的高度關(guān)注。鑒于此,本文基于河南省城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和自然—社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料,借助ArcGIS空間分析和SPSS相關(guān)分析方法探討了河南省空氣質(zhì)量時(shí)空格局特征及其形成機(jī)制,以期為制定科學(xué)合理的大氣污染防控措施提供依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

河南省地處31°23′—36°22′N(xiāo)、110°21′—116°39′E,東接安徽、山東,北望河北、山西,西連陜西,南臨湖北,呈望北向南、承東啟西之勢(shì)，下轄鄭州、開(kāi)封、洛陽(yáng)、平頂山、安陽(yáng)、鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作、濮陽(yáng)、許昌、漯河、三門(mén)峽、南陽(yáng)、商丘、信陽(yáng)、周口、駐馬店等17個(gè)省轄市和濟(jì)源市省直管市(圖1)。河南省地處沿海開(kāi)放地區(qū)與中西部地區(qū)的結(jié)合部,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)由東向西梯次推進(jìn)發(fā)展的中間地帶，近年來(lái)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,河南省空氣質(zhì)量發(fā)生了較大變化。自2015以來(lái),省會(huì)鄭州市空氣質(zhì)量連續(xù)多次排名在全國(guó)重點(diǎn)城市中倒數(shù),已被環(huán)保部下通牒,空氣污染防治形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

圖1 河南省行政區(qū)劃及氣象站點(diǎn)分布

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

空氣質(zhì)量指數(shù)(Air Quality Index,AQI)是基于2012年我國(guó)新頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095—2012)計(jì)算產(chǎn)生的,監(jiān)測(cè)的污染物為PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO等。河南省從2014年開(kāi)始逐步實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn),本文所采用的數(shù)據(jù)均來(lái)源于河南省環(huán)境保護(hù)廳(http://www.hnep.gov.cn/)發(fā)布的河南省各城市2015年3月1日—2016年2月29日日尺度的AQI數(shù)據(jù)(其中有3日缺測(cè)),主要包括AQI及首要污染物等。其中,首要污染物為AQI分指數(shù)最大的污染物,當(dāng)AQI值大于50時(shí),發(fā)布首要污染物。

氣象要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)發(fā)布的同期逐日平均溫度、平均最高溫度/最低溫度、日相對(duì)濕度、平均氣壓、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速等數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)站點(diǎn)共13個(gè)(圖1),對(duì)轄區(qū)無(wú)氣象站點(diǎn)分布的城市采用臨近站點(diǎn)代替。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)源于2015年的《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》,包括各城市的民用汽車(chē)擁有量、竣工面積、施工面積、地區(qū)生產(chǎn)總值、各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(包括第二產(chǎn)業(yè)中的工業(yè)和建筑業(yè)生產(chǎn)總值)和人口密度等。

本文參照《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》(HJ633—2012)規(guī)定的AQI等級(jí)劃分方法,將空氣質(zhì)量劃分為優(yōu)、良、輕度污染、中度污染、重度污染、嚴(yán)重污染等六級(jí),分別統(tǒng)計(jì)不同時(shí)空尺度空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)構(gòu)成及首要污染構(gòu)成特征。

2.3 研究方法

自相關(guān)模型:全局自相關(guān)可用來(lái)描述區(qū)域單元空氣質(zhì)量的總體分布狀況,以判斷城市空氣質(zhì)量在空間上的集聚性,而局域自相關(guān)分析可用來(lái)度量一個(gè)區(qū)域單元的空氣質(zhì)量與鄰近單元空氣質(zhì)量的相關(guān)程度[1,13]。本文分別通過(guò)ArcGIS空間分析中的Global Moran′s I和Local Moran′s I指數(shù)來(lái)辨識(shí)空氣質(zhì)量變化的整體集聚性和局部特征,計(jì)算公式為:

(1)

Global Moran′s I取值范圍介于-1—1,若等于零,表示空間不相關(guān),即城市空氣質(zhì)量呈無(wú)規(guī)律的隨機(jī)分布;若為正值,表示空間正相關(guān),說(shuō)明城市空氣質(zhì)量呈集聚分布;若為負(fù)值,表示空間負(fù)相關(guān),即區(qū)域城市空氣質(zhì)量呈均勻分布。顯著性檢驗(yàn)可使用標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量Z檢驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn),計(jì)算公式為:

(2)

當(dāng)選用95%(90%)的置信水平時(shí),|Z|gt;1.96(1.65),表示空間自相關(guān)顯著。

(i≠j)

(3)

Local Moran′s I為正值,表示城市空氣質(zhì)量與其相鄰城市空氣質(zhì)量之間存在正的空間自相關(guān),即高水平H—H(或低水平L—L)空氣質(zhì)量城市在空間上集聚;若Local Moran′s I為負(fù)值,表示城市與其相鄰城市之間存在負(fù)的空間自相關(guān),即高水平空氣質(zhì)量的城市被低水平空氣質(zhì)量的城市包圍(H—L)或相反(L—H)。

相關(guān)分析:本文借助SPSS軟件的相關(guān)分析法來(lái)探討空氣質(zhì)量變化的影響因素,公式為:

(4)

3 結(jié)果與分析

3.1 空氣質(zhì)量時(shí)空特征

污染程度高，春降秋升、冬高夏低:河南省城市空氣質(zhì)量狀況不容樂(lè)觀(guān),年均AQI波動(dòng)于102.29(信陽(yáng)市)與129.39(鄭州市)之間,平均為114.41(表1)。從季節(jié)尺度上看,各城市AQI均值基本遵循“春降秋升、冬高夏低”的變化軌跡(表1)。冬季是河南省城市空氣質(zhì)量最差的季節(jié),全省平均AQI為158.75,所有城市的平均AQI均達(dá)全年最高。夏季AQI最小,平均為90.95,區(qū)內(nèi)67%的城市AQI達(dá)到一年最小值,僅濟(jì)源市、洛陽(yáng)市、焦作市、許昌市、平頂山市、三門(mén)峽市等的AQI稍高于秋季。春季大部分城市的AQI均值較秋季大,但鶴壁市、濮陽(yáng)市、周口市、漯河市4市除外。

表1 河南省城市空氣質(zhì)量平均狀態(tài)特征

從年、季節(jié)尺度對(duì)18個(gè)城市AQI進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)春季Moran′s I指數(shù)為0.2247,且通過(guò)0.10水平的顯著性檢驗(yàn),表明春季河南省城市空氣質(zhì)量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性,即AQI分布呈現(xiàn)明顯的集聚態(tài)勢(shì);進(jìn)一步進(jìn)行空間局域自相關(guān)分析(圖2),得出春季河南省焦作市、鄭州市AQI是高—高(H—H)型“熱點(diǎn)”的集中區(qū)域,被高值區(qū)域所包圍的低值區(qū)(L—H型)主要分布表現(xiàn)在開(kāi)封市，這意味著河南省部分城市大氣污染區(qū)域聚合態(tài)勢(shì)明顯,大氣污染治理需區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。

圖2 春季河南省城市空氣質(zhì)量指數(shù)局域自相關(guān)

圖3 河南省城市空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)占比全年特征

空氣污染天數(shù)占比大,時(shí)空異質(zhì)性較強(qiáng):從全年來(lái)看,河南省城市空氣質(zhì)量平均達(dá)標(biāo)天數(shù)占比約為51.78%,輕度和中度污染占39.78%,重度及嚴(yán)重污染占8.45%。河南省城市間空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)占比差異明顯,安陽(yáng)市、新鄉(xiāng)市、鄭州市、許昌市、平頂山市和漯河市等6個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)不足半年,而鶴壁市和信陽(yáng)市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)占比超過(guò)60%。平頂山市全年污染天數(shù)最多(225天),占比約61.98%,而新鄉(xiāng)市重度及以上污染天數(shù)比例最高，為13.22%(圖3)。

河南省冬季空氣污染天數(shù)占比最大,平均污染天數(shù)占比達(dá)70.32%,其中商丘市污染天數(shù)比例最高(為82.95%),而濟(jì)源市最低(51.14%)。相比而言,河南省春季空氣污染天數(shù)平均占比達(dá)54.95%,占比明顯低于冬季,但焦作市、濟(jì)源市、鄭州市污染天數(shù)比例卻高于冬季(圖4)。河南省夏秋季節(jié)空氣質(zhì)量較好,空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)分別占67.93%和63.61%。其中,主要表現(xiàn)為良等級(jí)水平,分別占60.08%和55.55%;夏季僅平頂山市空氣質(zhì)量良等級(jí)天數(shù)小于輕度污染,秋季空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)構(gòu)成與夏季相似,污染天數(shù)有所增加,良等級(jí)集中程度有所下降(圖4)。

圖4 河南省城市空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)占比空間特征

新鄉(xiāng)、鄭州和周口全年重度及以上污染天數(shù)較多,南陽(yáng)最少。冬季依然是重度及以上污染高發(fā)的季節(jié),平均發(fā)生天數(shù)占全年發(fā)生天數(shù)的77%,但個(gè)別城市其他季節(jié)的高強(qiáng)度污染也不容忽視,如周口市的秋季和平頂山市的夏季(圖5)。

圖5 河南省城市重度及以上污染天數(shù)季節(jié)特征

顆粒污染嚴(yán)重,季節(jié)性首要污染物需關(guān)注:PM2.5是河南省所有城市空氣污染中出現(xiàn)最頻繁的首要污染物,全年平均出現(xiàn)天數(shù)占空氣污染總天數(shù)的54.40%。相比之下,全省大部分城市以PM10為首要污染物的頻次次于PM2.5,但商丘市、信陽(yáng)市和漯河市的O3污染天數(shù)高于PM10。盡管以CO、NO2和SO2為首要污染物的空氣污染并不常見(jiàn),但個(gè)別城市仍需注意,如濟(jì)源市SO2污染天數(shù)多達(dá)43天,而焦作市NO2污染天數(shù)為31天(表2)。首要污染物出現(xiàn)頻次隨季節(jié)變化較大,冬季河南省18個(gè)城市以PM2.5污染最為嚴(yán)重,出現(xiàn)天數(shù)平均約占污染天數(shù)的70.23%。全省除濟(jì)源市以SO2為首要污染物出現(xiàn)頻次高于PM10之外,其他城市的PM10污染天數(shù)較大,平均約占25.06%。春季PM2.5依然是河南省多數(shù)城市最常見(jiàn)的首要污染物,但鶴壁市、開(kāi)封市、南陽(yáng)市和三門(mén)峽市PM10的污染天數(shù)高于PM2.5。夏季全省非顆粒首要污染物出現(xiàn)次數(shù)增多,平均約占34.62%。其中,濟(jì)源、商丘、信陽(yáng)、駐馬店、三門(mén)峽和漯河等6個(gè)城市以O(shè)3為首要污染物天數(shù)最多,而濮陽(yáng)、開(kāi)封、南陽(yáng)和鄭州等4個(gè)城市PM10污染頻次最高,其他城市以PM2.5為主。河南省秋季首要污染物狀況與春季相似,仍以顆粒污染為主,但焦作市NO2污染頻次最高,而鶴壁市以PM10為主(圖6)。

表2 河南省城市首要污染物出現(xiàn)頻次全年特征

注:a為春季；b為夏季；c為秋季；d為冬季。

3.2 空氣質(zhì)量影響因素

氣象因素:由表3可見(jiàn),空氣質(zhì)量的好壞與氣候要素關(guān)系密切。河南省多數(shù)城市AQI日變化與平均風(fēng)速,尤其是極大風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明風(fēng)速對(duì)河南省城市空氣質(zhì)量變化具有明顯的正效應(yīng),這主要與風(fēng)對(duì)污染物的稀釋擴(kuò)散、輸送有關(guān)。然而,三門(mén)峽市AQI與風(fēng)速呈正相關(guān),可能是由于風(fēng)吹起地表沙粒,致使空氣中顆粒物增加。風(fēng)速對(duì)空氣質(zhì)量的影響較為復(fù)雜,風(fēng)速變化既可以加劇區(qū)域性空氣污染[14],也能改變污染物傳輸過(guò)程,這取決于風(fēng)速閾值和區(qū)域環(huán)境狀況[15]。

河南省多數(shù)城市的AQI日變化與平均溫度、日照時(shí)數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān),而與平均氣壓呈顯著的正相關(guān),這意味著日照、溫度對(duì)河南省區(qū)域的空氣質(zhì)量變化具有顯著的負(fù)效應(yīng),而氣壓具有顯著的正效應(yīng)。這可能是因?yàn)楹幽鲜〉娜照赵蕉獭囟仍降蜁r(shí),空氣下沉,氣壓升高,大氣層結(jié)穩(wěn)定,污染物不易抬升擴(kuò)散所致[16, 17]。河南省的平均水汽壓、降水量與城市AQI均出現(xiàn)較顯著的負(fù)相關(guān),說(shuō)明水汽含量、降雨量的增加具有稀釋、沖刷作用,可降低污染[8,18]。河南省夏季降水量較多,平均水汽壓大,空氣質(zhì)量較好也在一定程度上說(shuō)明了上述關(guān)系。

圖6 河南省城市首要污染物出現(xiàn)頻次季節(jié)特征

表3 河南省城市AQI與各氣象要素的相關(guān)關(guān)系

注:**表示Plt;0.01；*表示Plt;0.05。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素:表4顯示,河南省城市AQI與施工、竣工面積存在顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.40和0.44,可見(jiàn)施工揚(yáng)塵污染直接影響著河南省的空氣質(zhì)量狀況。另一方面,交通運(yùn)輸產(chǎn)生的揚(yáng)塵和汽車(chē)尾氣也是區(qū)域空氣質(zhì)量變化的重要因子。分析顯示，民用汽車(chē)擁有量與AQI的相關(guān)系數(shù)為0.47(Plt;0.05)。就產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),河南省空氣質(zhì)量與第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.45,尤其是第二產(chǎn)業(yè)中的工業(yè),可見(jiàn)工業(yè)生產(chǎn)是河南省大氣污染的重要來(lái)源。相比之下,第一產(chǎn)業(yè)比重增加有利于空氣質(zhì)量的提高(Plt;0.05)。人口密度也是影響空氣質(zhì)量的重要因素(Plt;0.05),無(wú)論是居民生活排放還是出行需求無(wú)疑將對(duì)城市空氣質(zhì)量構(gòu)成巨大壓力。然而,單純將人口密度與空氣污染劃等號(hào)是不科學(xué)的,這與所處時(shí)期的生產(chǎn)力水平有關(guān)[10]。

表4 河南省城市AQI與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的相關(guān)關(guān)系

注:**表示Plt;0.01；*表示Plt;0.05。

4 結(jié)論與討論

大氣污染是影響河南省可持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸制約和潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患,受到政府與學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。本文基于A(yíng)rcGIS空間分析和SPSS相關(guān)分析技術(shù)對(duì)河南省空氣質(zhì)量的時(shí)空格局特征及其氣象—社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素進(jìn)行了研究,得出以下結(jié)論:①河南省城市空氣質(zhì)量狀況不容樂(lè)觀(guān),年均AQI為114.41。各城市AQI均值基本遵循“春降秋升、冬高夏低”的變化特征。春季河南省城市空氣質(zhì)量分布呈現(xiàn)明顯的集聚態(tài)勢(shì)。焦作市、鄭州市AQI是高—高(H—H)型“熱點(diǎn)”的集中區(qū)域,被高值區(qū)域所包圍的低值區(qū)(L—H型)主要呈現(xiàn)在開(kāi)封市。②河南省城市空氣質(zhì)量年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)占比為51.78%,輕度和中度污染占39.78%,重度及嚴(yán)重污染占8.45%,城市空氣質(zhì)量等級(jí)天數(shù)占比時(shí)空異質(zhì)性明顯。③顆粒污染是河南省所有城市空氣污染中出現(xiàn)最頻繁的首要污染物,但個(gè)別城市其他首要污染物仍需關(guān)注,且不同季節(jié)首要污染物出現(xiàn)頻次差異較大。④河南省城市空氣質(zhì)量時(shí)空分布與氣象要素密切相關(guān),各氣象要素的影響機(jī)制存在差異,其中氣壓對(duì)空氣質(zhì)量變化具有一定的正效應(yīng),溫度、降水量等其他氣象因子具有一定的負(fù)效應(yīng)。民用汽車(chē)擁有量、建設(shè)施工以及第二產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)等與空氣質(zhì)量指數(shù)存在一定的關(guān)聯(lián)性。這意味著在河南省城市空氣污染防治過(guò)程中,應(yīng)綜合考慮氣象條件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素,聯(lián)合防控、分類(lèi)管理。

本文在一定程度上豐富了區(qū)域空氣質(zhì)量變化機(jī)理的認(rèn)識(shí),并為河南省因地制宜地制定大氣污染防控措施提供科學(xué)支撐。然而,大氣污染防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及方方面面,本文雖然指出河南省空氣質(zhì)量狀況存在區(qū)域集聚特征需加強(qiáng)區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控，空氣質(zhì)量變化受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響需加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等重要舉措,但科學(xué)有效的創(chuàng)新機(jī)制與體制有待后期做進(jìn)一步探討。此外,自然—社會(huì)經(jīng)濟(jì)等環(huán)境因素對(duì)空氣質(zhì)量的影響受地區(qū)發(fā)展階段與資源環(huán)境狀況的影響,不同時(shí)期環(huán)境要素對(duì)空氣質(zhì)量的影響方向和強(qiáng)度存在顯著差異,全面探討河南省城市空氣質(zhì)量時(shí)空演化規(guī)律及自然—社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)制需要長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累和不斷的方法創(chuàng)新。

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Spatio-temporalVariationandItsDrivingForcesofAirQualityinHenanProvince

WANG Su-xiana,ZHANG Yong-linga,GUO Ling-huib
(Henan Polytechnic University a.Emergency Management School;
b.School of Surveying and Land Information Engineering,Jiaozuo 454000,China)

Air pollution was a serious problem imposing great challenges and threated to the sustainability of the society in Henan Province.Based on the air quality monitoring data in all 18 cities in Henan Province between March 2015 and February 2016,ground meteorological and social economy data,the spatio-temporal characteristics of air pollution were investigated at both annual and seasonal scales,and its driving factor was further quantified in Henan Province.The result showed that the total 18 cities in Henan Province appeared higher mean AQI values,with an obvious seasonal change characteristic and a significant spatial clustering pattern.There had a great heterogeneity in the number of non attainment day rate among different cities over different period, with the annual mean rate of 48.23% in the whole.PM2.5 was the largest contributor to the air pollution in cities based on the number of non attainment days,but the seasonal primary pollutant was still needed to focus on.With the respect to the driving forces of air quality variations,strong relationships were found between air quality and meteorological conditions or socio-economic factors.Decreasing wind speed,shortening sunshine time,reducing temperature,decreasing precipitation and rising air pressure,could promote the air pollution,while industrial production,number of vehicles,and construction area were found to be statistically significantly associated with air quality at the national scale.The results implied that both regional meteorological conditions and social economic factors should be taken into account in air pollution deductions and sustainable development.

air quality; spatio-temporal variations;driving forces;Henan Province

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.08.013

X823.1

A

1005-8141(2017)08-0963-06

2017-06-17；

2017-07-21

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):41601580);河南省軟科學(xué)項(xiàng)目(編號(hào):162400410056);河南理工大學(xué)博士基金項(xiàng)目(編號(hào):B2015-17)。

王素仙(1983-),女,河南省濟(jì)源人,碩士研究生,主要從事環(huán)境變化與風(fēng)險(xiǎn)管理研究。

張永領(lǐng)(1975-),男,山東省成武人,教授,主要從事災(zāi)害與應(yīng)急、資源與環(huán)境方面的研究工作。