【摘 要】
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空气质量的高低对人类健康尤为重要,日趋严重的空气污染问题对资源、环境、居民健康都产生了巨大的威胁。土地利用/覆盖类型对空气污染物浓度的变化影响显著。对城市土地利用与空气质量关系的研究有助于了解地表景观结构影响空气污染物浓度的过程,从源头上探讨空气污染治理的优化策略,治理空气污染,促进空气质量的提高,从而为我国新时代“生态文明体制改革,建设美丽中国”提供有力支持。同时可以优化城市土地利用结构,提高土
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空气质量的高低对人类健康尤为重要,日趋严重的空气污染问题对资源、环境、居民健康都产生了巨大的威胁。土地利用/覆盖类型对空气污染物浓度的变化影响显著。对城市土地利用与空气质量关系的研究有助于了解地表景观结构影响空气污染物浓度的过程,从源头上探讨空气污染治理的优化策略,治理空气污染,促进空气质量的提高,从而为我国新时代“生态文明体制改革,建设美丽中国”提供有力支持。同时可以优化城市土地利用结构,提高土地集约利用率,促进社会经济与生态环境协调发展,为改善城市空气质量与土地可持续利用提供一定的理论支撑和实践指导。本研究以沿海地区116市作为样本,借助动态变化度、信息熵等方法,研究2012-2017年不同尺度下城市建设用地规模变化和结构变化特点;基于沿海地区2014-2017年空气质量数据,运用统计分析方法、空间插值法及空间自相关法分析污染物的变化趋势、空间分布及差异;采用相关分析、典型相关分析、协调度分析等方法,对城市建设用地结构和空气质量关系进行定量分析与评价;最后根据研究成果对沿海地区不同等级的区域提出科学合理、切实可行的发展对策,促进城市建设用地结构与空气质量发展的相互协调。主要研究结果如下:(1)2012-2017年,沿海地区城市建设用地的规模变化存在时间、空间上的差异,研究期间沿海地区城市建设用地面积呈逐年递增趋势,北部沿海地区、南部沿海地区呈递增趋势,东部沿海地区呈波动态势。研究期间不同地带城市建设用地面积变化总体动态度表现为北部沿海地区>南部沿海地区>东部沿海地区,而城市建设用地面积变化动态度的空间差异性表现为:北部沿海地区、东部沿海地区城市大都为中速以上速度变化,南部沿海地区城市主要为较低速、中速变化。(2)2012-2017年,沿海地区城市建设用地各类型比重不同,城市建设用地结构存在不同方向的变化。2012-2017年沿海地区城市建设用地结构信息熵总体上呈波动中上升特征,不同地带城市建设用地结构信息熵变化态势不同,均衡度的变化趋势与信息熵基本一致。研究期间沿海地区城市建设用地结构信息熵呈现集聚特征,区域间存在差异。在城市建设用地变化的过程中,东部沿海地区各用地类型比重差异缩小,分布较为均衡,北部沿海地区城市建设用地内部结构没有太大变化,南部沿海地区不均匀性程度增加,有待进一步改善优化。(3)2014-2017年,沿海地区及不同地带空气质量变化表现出显著的规律性,从年际上看,AQI、PM2.5、PM10、SO2、NO2总体上呈逐年降低趋势,不同地带空气质量指数及大气污染物浓度值呈北部沿海地区>东部沿海地区>南部沿海地区;从月份上看,沿海地区及不同地带空气质量指数及空气污染物总体呈“U”型变化规律。沿海地区城市空气污染呈显著的空间集聚性,空气污染区域一体化趋势显著,但空气质量显著改善,空气污染范围减小,污染程度显著减弱,但北部沿海地区空气污染相对于其它区域仍较为严重。沿海地区城市空气污染呈显著的空间分异性,且多数以高-高和低-低集聚为主。(4)影响城市空气质量变化的因素众多,主要包括自然因素和人为因素。由相关性分析可知,沿海地区空气污染物浓度与各用地类型面积、空气质量指数与各用地类型面积存在相关性。典型相关分析结果表明,研究期间沿海地区城市建设用地结构与空气污染物之间存在相关关系。2017年沿海地区城市NO2浓度与商业服务业设施用地、工矿仓储用地面积呈正相关;2017年北部沿海地区城市建设用地结构中工矿仓储用地面积会影响PM10浓度;东部沿海地区城市道路与交通设施用地面积与NO2浓度呈正相关;南部沿海地区城市工矿仓储用地、商业服务业设施用地面积与NO2浓度呈正相关。(5)借助协调度模型对沿海地区城市建设用地结构与空气质量协调发展进行评价发现,沿海地区城市建设用地结构与空气质量耦合协调度整体上为中度协调,平均协调度为0.312。114个城市的耦合协调度集中在0.17至0.61,即涵盖了高度协调、中度协调和低度协调三个等级,高度协调区、中度协调区及低度协调区城市个数分别为:4个、48个、62个。不同地带城市建设用地结构与空气质量平均协调度为东部沿海地区>南部沿海地区>北部沿海地区,北部沿海地区属于低度协调,东部沿海地区、南部沿海地区属于中度协调。(6)沿海地区城市土地利用与空气质量协调发展的对策包括:合理规划城市用地规模及布局,适当调整土地利用结构;转变经济发展方式,加快产业、能源结构调整,开创绿色协调发展模式;优先发展公共交通,形成立体交通网络;增强大气环境管理和调控,健全法律法规体系,建立监测预警体系,加强空气污染的联防联控。
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