农作物秸秆焚烧作为中国生物质燃烧的主要形式之一,其释放的气态污染物和颗粒物主要影响局地、区域和全球空气质量。此外，影响城市空气质量另外一大因素是区域内人为源排放。为此,本文基于观测资料和数值模式模拟,研究了秸秆焚烧和总量减排对区域城市空气质量的定量影响。得到如下一些结果和新的认识：第一,基于2002年至2015年MODIS每日火点观测资料,结合2001年至2010年MODIS 500m土地利用气候分布归纳出我国五大火点关键区：东北地区、淮河流域、西南地区、东南地区以及长三角和珠三角地区。东北地区和淮河流域主体以农作物秸秆焚烧为主,分别集中在春秋时节和初夏及秋季;西南地区和东南地区以森林等自然植被山火为主,集中在冬春时节；长三角和珠三角地区以农作物秸秆焚烧和城市建筑火灾为主,分别集中在暮春暮夏时节和夏季。除东北地区秸秆焚烧近年来有所加重,其余地区火点年累积数有所减少。第二,利用融合火点排放源、人为源和生物源的WRF-Chem模式,模拟北京时2015年6月10日08时和2015年9月30日08时起的72小时发生在淮河流域的两次农作物秸秆大面积露天焚烧过程,研究了农作物秸秆焚烧释放的气态污染物和颗粒物对区域城市空气质量的影响。通过有无火点两组试验分析了此次秸秆焚烧对流域内河南、山东、江苏和安徽四省83座城市CO、PM10、PM2.5和O3浓度的定量影响。融合NCAR-FINN火点排放资料的WRF-Chem模式较好地再现了此次秸秆焚烧及火点烟羽扩散过程。同时结合EDGAR-HTAP人为源和MEGAN生物源的WRF-FIRE对流域内城市大气污染物的模拟效果较为理想,尤其对秸秆焚烧释放的污染物CO、PM10和PM2.5和产生的二次污染物O3浓度的模拟。秸秆焚烧所释放的污染物造成流域内城市一次污染物CO、PM10和PM2.5浓度的增加,火点中心和下风向城市增幅最为明显,最大小时浓度增幅达到3倍标准差。气态污染物CO和相比PM10粒径更小的PM2.5可随风扩散至更远的地区，对城市浓度影响更大。此外,秸秆焚烧也使得火点中心城市和下风向城市二次污染物O3浓度增加,但小时浓度增幅极值区分布在火点下风向烟羽末端太阳光照充足的地区,最大小时浓度增幅接近3倍标准差。秸秆焚烧对区域城市空气质量的影响存在明显的空间分布差异且对城市各大气污染成分的影响也不相同。第三,引入WRF-SMOKE-CMAQ模式系统,采用路网、人口和土地利用等GIS数据对排放源空间分布进行优化修正,开展安徽省排放总量减排情景模拟研究。结合当地地面空气质量监测数据,评估了该模型在2014年11月10日至2014年12月10日大气污染状况过程中的模拟效果发现：经过本地化排放源的更新以及路网、人口和土地利用等精细化GIS信息的应用对模拟结果有一定改善作用,尤其是PM2.5和PM1o模拟效果最为理想,N02和SO2次之,臭氧浓度变化与模拟相一致,CO模拟浓度明显偏低。此次,利用该模型进行了减排控制试验(排放清单中颗粒物排放减排12.11%,NOx浓度减排16.24%,S02浓度减排12.31%),评估了排放减排对城市空气质量的改善响应：颗粒物日平均浓度降低百分比远低于排放清单的减排百分比,减排效果在5%以内：NO2日平均浓度降低百分比接近排放清单的减排百分比,减排效果在10%以上；SO2日平均浓度降低百分比略低于排放清单的减排百分比,减排效果在10%以内；值得一提的是,臭氧浓度在减排之后反而有所上升,减排效果为-5%左右,后期仅考虑NOx和S02减排发现NOx减排时直接造成03浓度反而有所上升的主要原因；未考虑减排的CO日平均浓度基本不变。