【摘 要】
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中国正处于经济高速发展时期,工业化和城镇化进程加快,能源消耗攀升,人口集聚,交通拥堵,致使空气中粉尘、烟雾及有害气体增多,引发大气环境污染问题。低层大气中的细颗粒物(PM2.5)仍然是我国典型的公共卫生问题。持续的PM2.5污染会造成诸多负面影响,破坏城市的整体形象,影响潜在投资和人才引进,降低旅游业的吸引力,并限制区域的可持续发展。由于PM2.5浓度受自然与社会经济因素的多重影响,不同时期的影响
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中国正处于经济高速发展时期,工业化和城镇化进程加快,能源消耗攀升,人口集聚,交通拥堵,致使空气中粉尘、烟雾及有害气体增多,引发大气环境污染问题。低层大气中的细颗粒物(PM2.5)仍然是我国典型的公共卫生问题。持续的PM2.5污染会造成诸多负面影响,破坏城市的整体形象,影响潜在投资和人才引进,降低旅游业的吸引力,并限制区域的可持续发展。由于PM2.5浓度受自然与社会经济因素的多重影响,不同时期的影响因素也存在时空差异。因此,探寻PM2.5浓度长时间序列的时空变化规律,鉴别PM2.5污染的关键影响因素对于监测和管控大气环境质量尤为重要。本文运用空间自相关、Mann-Kendall趋势检验和重标极差分析法探究2000—2019年浙江省PM2.5浓度的时空演变格局,并基于气象、地形、土地利用和社会经济等多源数据,运用XGBoost模型和Shapley加性解释方法（SHAP）分析省域和都市核心区影响PM2.5浓度关键因素的时空变化及其作用机制,并提出切实可行的PM2.5污染防治建议。本文主要结论如下:2000—2019年,浙江省PM2.5浓度年均值呈现波动式下降,2014年后PM2.5污染明显改善。全省高浓度聚集区主要分布在北部的杭州市区,中西部的衢州、金华市和东部的台州市,低浓度聚集区以西南部山区为主。2010年后,高浓度污染区的扩大趋势发生逆转,PM2.5浓度呈下降趋势的区域面积明显大于呈增长趋势的区域。浙江省PM2.5浓度表现出强局部空间正自相关性,总体上冷热点区域的空间变化差异不显著,杭嘉湖平原、金衢盆地和东部沿海形成稳定的高—高集聚区,浙西南低—低集聚区连片分布。浙江省PM2.5浓度的影响因素重要性排序为气象因素＞地形与土地利用因素＞社会经济因素。气象因素的相对贡献度变化呈现U型趋势,其中日照、降水、温度和风速具有较高影响度。地形与土地利用因素的重要性持续增加,特别是景观因素中林地和建设用地占比的重要性增幅较大。社会经济因素贡献度呈现倒U型变化,选取的因子重要性均呈现先升高后下降趋势。SHAP方法有助于PM2.5浓度影响因素的时空可视化,增强因素重要性空间差异的可解释性。以工业废气排放SHAP值的时空图为例,尽管在研究期间工业废气排放的相对重要性有所下降,但受此类排放正向影响的实际区域面积增加。浙江省PM2.5浓度高值区主要集中于城市市区。四大都市核心区空间区位和类型不同,发育阶段各异。2019年各区人为可控因素的SHAP值重要性排序结果表明林地占比、建设用地占比及其边缘密度是现阶段影响PM2.5浓度的最重要因素,城镇化建设应重视园林绿化保护,优化土地利用配置。杭州和温州都市核心区GDP和公路里程因子的重要性较为突出,应加快产业结构优化升级,完善交通基础设施建设。除以上因素外,宁波和金义都市核心区工业废气排放是重要因子,因而当前要务是提高区域清洁能源消费比重,重视工业运营的合理化,以减弱地面源污染对细颗粒物的影响。
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