摘要: 土地利用-覆蓋變化( LUCC) 直接或間接影響顆粒物污染。了解顆粒物污染對 LUCC 的響應(yīng)，對維護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。基于衛(wèi)星遙感技術(shù)，從廣域的空間尺度分析顆粒物污染對 LUCC 的響應(yīng)。使用 MODIS 數(shù)據(jù)分別提取與顆粒物污染相關(guān)性較高的城市用地、林地等土地利用類型，確定土地利用類型的變化趨勢，利用長時(shí)間序列 MODIS 氣溶膠光學(xué)厚度( AOD，Aerosol optical depth) 產(chǎn)品分析顆粒物污染與土地利用類型的變化的相關(guān)性。以山東省青島市、淄博市、濟(jì)南市 3 個(gè)典型城市為例，研究了 AOD 隨土地利用類型的變化趨勢。同時(shí)，考慮并分析了顆粒物污染對土地利用變化響應(yīng)的敏感性，以及城市區(qū)域變化對環(huán)境的影響。研究結(jié)果表明，不同的城市類型，由于決定環(huán)境變化主導(dǎo)因素的差異，顆粒物污染對 LUCC 的響應(yīng)具有明顯的差異。青島市地區(qū)，由于受海洋影響顯著，大氣顆粒物污染與 LUCC 的相關(guān)性較低，如中度污染天氣與林地的相關(guān)系數(shù)為-0.451; 而淄博市和濟(jì)南市的相關(guān)系數(shù)分別為-0.473、-0.507。

近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，土地利用變化的快速發(fā)展，尤其是植被覆蓋被建筑物所替代，導(dǎo)致地表吸附、阻擋揚(yáng)塵的能力降低，帶來一系列的生態(tài)環(huán)境問題，其中大氣污染問題日益嚴(yán)重，城市建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)等都直接導(dǎo)致了空氣中顆粒物的增加。大氣顆粒物已經(jīng)成為影響我國城市空氣質(zhì)量的首要污染物，顆粒物污染問題愈發(fā)嚴(yán)重且來源比較復(fù)雜，目前已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的正常生產(chǎn)生活。

國內(nèi)外學(xué)者利用遙感技術(shù)研究土地利用-覆蓋變化的歷史較長，并取得了較多成果，土地利用信息提取、過程趨勢及驅(qū)動(dòng)力分析是當(dāng)前研究的重點(diǎn)內(nèi)容，目前，土地利用-覆蓋變化( LUCC) 的研究主要集中在空間分布規(guī)律及變化趨勢探討、多源遙感數(shù)據(jù)的 LUCC 過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測及 LUCC 對全球氣候變化的影響、機(jī)理研究等方面。同時(shí)，氣溶膠的研究在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛開展，其信息獲取經(jīng)歷了由最初的地面實(shí)時(shí)監(jiān)測到利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)定量反演的過程。研究學(xué)者在氣溶膠光學(xué)特性及時(shí)空分布規(guī)律、近地表顆粒物濃度預(yù)測與模擬、大氣污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測、全球氣候變化影響等方面做了大量研究，并取得了較大進(jìn)展。以往的研究對 LUCC、氣溶膠的進(jìn)一步發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，然而對于 LUCC 與氣溶膠之間關(guān)系的研究相對較少，多針對短時(shí)間內(nèi)的特定區(qū)域，缺乏長時(shí)間序列的研究。衛(wèi)星遙感技術(shù)的不斷發(fā)展為長時(shí)間土地覆蓋信息及大氣顆粒物污染信息的提取提供了便利。本文利用長時(shí)間序列 MODIS 數(shù)據(jù)研究大氣顆粒物污染對LUCC 的響應(yīng)，探討氣溶膠隨土地利用類型的變化趨勢。

文中考慮到沿海地區(qū)由于受海洋環(huán)境的直接調(diào)節(jié)，空氣質(zhì)量受海洋影響比較明顯，大氣污染相對較輕; 內(nèi)陸地區(qū)遠(yuǎn)離海洋，空氣質(zhì)量受海洋影響較小，而城市擴(kuò)張、森林砍伐等人為因素使綠色植被大面積減少，導(dǎo)致地表吸附顆粒物的能力降低，空氣污染加重，森林、城市的變化對內(nèi)陸地區(qū)空氣質(zhì)量的影響相對較大，初步推測城市大氣顆粒物污染與土地覆蓋變化存在著密切關(guān)系。因此，為探討 LUCC 對大氣顆粒物污染的影響，本文分別選取山東省青島市、淄博市和濟(jì)南市 3 個(gè)典型城市作為研究區(qū)，模擬沿海到內(nèi)陸城市區(qū)域的變化，以ＲS 和 GIS 為技術(shù)支撐，利用廣尺度、長時(shí)間序列 MODIS 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品分別提取各城市近 10 年來土地覆蓋信息與大氣顆粒物污染時(shí)空分布信息，分析大氣顆粒物污染與 LUCC 之間的相關(guān)性，確定 LUCC 對大氣顆粒物污染的響應(yīng)機(jī)制，該研究不但可以為區(qū)域和周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)提供決策依據(jù)，而且對維持城市群生態(tài)環(huán)境安全也具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義

聲明：參考《生態(tài)學(xué)報(bào)》第30卷16期，如涉版權(quán)請聯(lián)系刪除

相關(guān)鏈接：顆粒物，濃度，大氣