“一带一路”沿线城市大气污染的空间交互影响网络及其结构特征北大核心CSCDCSSCI

解析大气污染跨国交互影响网络的结构特征是开展大气污染全球合作治理的基础。文章基于“一带一路”沿线63个国家的281个城市PM2.5浓度地面监测数据,在信息流视角下,采用大数据因果推断技术—转移熵(Transfer Entropy)方法识别了大气污染的空间传导关系,并构建大气污染空间交互影响网络,从整体结构、块模型等多个层面揭示“一带一路”沿线大气污染空间交互影响网络的结构特征。研究发现:①在5%的显著性水平下,“一带一路”沿线城市大气污染共存在13335个交互影响关系,其网络密度为0.17,网络直径为3,平均聚类系数和平均路径长度分别为0.2和1.8,呈现出明显的多重叠加性和小世界特征。②在亚洲、欧洲和非洲内部,“一带一路”沿线各城市之间的大气污染空间传导有97.2%以上的最短路径不超过2,在三大洲的城市之间,有96.8%以上的最短传导路径不超过2,显示出较强的网络连通性。③块模型分析表明,“一带一路”沿线大气污染空间交互影响网络可以分为双向溢出、净溢出、净接收、中间人四个板块,其中欧洲城市主要位于双向溢出板块,而亚洲和非洲城市则分散于四个板块之中,板块间的大气污染存在链式双向传导关系。基于上述研究结论,文章从开展科研联合攻关、设立“一带一路”大气污染治理基金、建立大气污染信息共享机制、推进绿色产业合作等四个方面就新时期如何深入开展“一带一路”大气污染合作治理提供了可行的对策建议。     

中国城市环境规制对PM2.5污染的影响效应

基于2005～2015年中国城市环境规制与PM2.5污染的面板数据,利用面板灰色关联、空间计量和中介效应模型探究环境规制对PM2.5污染的时空关联影响、直接效应及作用机制.研究发现:(1)环境规制与PM2.5污染具有显著为负的时空关联性,其时序关联强度均值为负,呈"W"型波动变化,且空间关联强度负值城市占比较高.(2)环境规制对PM2.5污染起到明显的抑制作用,而邻近城市环境规制的溢出效应并未发挥促降本地PM2.5污染的积极作用.(3)环境规制促降PM2.5污染的重要中介变量分别是工业生态效率和技术水平,环境规制通过提升工业生态效率降低PM2.5污染的间接效应占比达55.69％,而通过提高技术水平降低PM2.5污染的间接效应占比为4.85％.(4)环境规制对PM2.5污染的影响呈现空间异质性,其并不能有效降低东部、中部和东北地区城市的PM2.5污染,而对西部城市PM2.5污染起到明显的改善作用.     

区域大气污染空间效应及产业结构影响

目前,中国大气污染问题愈发严峻,由大气污染所导致的公共健康风险及经济损失日益突出,探询污染的形成原因、影响因素是制定治理政策的重要依据。本文针对大气污染的主要污染物PM10进行研究,特别探讨中国31个省市自治区本地与异地之间PM10交互影响的问题及产业结构影响。首先,分析全局空间相关性,发现地区间PM10存在着空间自相关,且逐年增强;其次分析局域相关性,发现中国北方部分地区出现高-高类型的集聚,主要集中于北京、天津、河北、山西、山东、河南、黑龙江、吉林和辽宁等9个省份;南方部分地区出现低-低类型的集聚,主要集中于广东、海南、广西、贵州以及云南等5个省份。虽出现个别年份的波动,但从长期看,各集聚区均处于较稳定状态;第三,建立空间计量模型对PM10进行比较全面的模型数据分析,包括经济社会、经济结构以及气候等因素对PM10的影响,以较为新颖的视角刻画PM10的形成,发现地区间PM10的交互影响存在着"负效应",分析表明这种"负效应"具有短期性,而且"负效应"与"溢出效应"可能存在联系。此外,重点分析工业中对PM10贡献较大的典型行业,以及以典型行业为代表的工业结构对我国东、中、西部地区PM10的影响特点,与劣质煤进口量逐年增大的事实相结合,阐述了降低PM10的困难所在。最后,基于实证分析结果论证影响不同地区PM10的主导因素,空间因素对PM10的影响,长期看在部分地区通过产业转移的方式降低PM10的不可行性;论证中,以北京地区为主要分析案例,发现交通拥堵程度以及空间因素是其出现高雾霾的重要原因。根治雾霾,区域间的联合治理势在必行。     

中国省域PM_(2.5)污染的空间实证研究北大核心CSCDCSSCI

由于我国空气污染状况的日趋恶化,研究空气污染的形成因素并制定相应的污染治理政策对于我国生态文明建设有着重要的意义。基于STIRPAT环境效应分析模型,文中利用空间分析工具对选取的31个样本区域的PM2.5排放污染进行了空间探索性分析与空间计量检验。空间探索性分析结果表明:通过计算全局空间Moran’s I指数测算出样本区域PM2.5排放污染具有较强的空间自相关性,局部空间聚集检验则显示出样本区域PM2.5排放污染除具有自相关性外还表现出一定的空间异质性。进一步的空间计量检验结果显示样本区域GDP总量的增长将使得PM2.5污染继续恶化,而提高样本区域人均GDP水平则能有效的降低污染水平。样本区域在能耗上的空间交互影响也较为明显,对于选取的三个能耗指标,煤炭消耗的增加无论对于区域自身还是邻接区域都已成为加剧PM2.5排放污染的主要因素,原油消耗的增长只对邻接区域污染水平产生了影响,而电力消耗的提高缓解了区域自身的PM2.5排放污染但加剧了邻接区域的污染。由于空间溢出效应的影响,样本区域PM2.5污染表现出了很强的空间相关性,这就要求在相关污染治理政策的制定上要充分考虑到空间因素的影响,不仅要从经济发展方式和能源消耗结构的改变等环节入手,同时还要加强省域之间的协调促进,最终实现对污染的有效治理。     

中国省域PM_(2.5)污染的空间实证研究

由于我国空气污染状况的日趋恶化,研究空气污染的形成因素并制定相应的污染治理政策对于我国生态文明建设有着重要的意义。基于STIRPAT环境效应分析模型,文中利用空间分析工具对选取的31个样本区域的PM2.5排放污染进行了空间探索性分析与空间计量检验。空间探索性分析结果表明:通过计算全局空间Moran’s I指数测算出样本区域PM2.5排放污染具有较强的空间自相关性,局部空间聚集检验则显示出样本区域PM2.5排放污染除具有自相关性外还表现出一定的空间异质性。进一步的空间计量检验结果显示样本区域GDP总量的增长将使得PM2.5污染继续恶化,而提高样本区域人均GDP水平则能有效的降低污染水平。样本区域在能耗上的空间交互影响也较为明显,对于选取的三个能耗指标,煤炭消耗的增加无论对于区域自身还是邻接区域都已成为加剧PM2.5排放污染的主要因素,原油消耗的增长只对邻接区域污染水平产生了影响,而电力消耗的提高缓解了区域自身的PM2.5排放污染但加剧了邻接区域的污染。由于空间溢出效应的影响,样本区域PM2.5污染表现出了很强的空间相关性,这就要求在相关污染治理政策的制定上要充分考虑到空间因素的影响,不仅要从经济发展方式和能源消耗结构的改变等环节入手,同时还要加强省域之间的协调促进,最终实现对污染的有效治理。     

1998~2016年中国大气PM2.5污染浓度空间格局演化 ——基于339个城市的实证研究

摘要： 近年来,与PM2.5相关的大气环境质量状况和改善问题一直是社会和公众关注的热点话题。通过选取中国339个地级市为研究对象，采用重心模型和局部空间自相关的研究方法，对中国339个城市大气PM2.5污染浓度空间格局演化进行实证分析。结果显示：（1）从重心分析来看，1998~2016年内的中国大气PM2.5污染浓度几何重心位于渭河平原附近以及中国东部和北方的大气PM2.5污染程度分别相对高于西部和南方地区。（2）从局部空间自相关分析来看，1998~2016年期间“高-高”类型的空间正相关的地区主要集中在华北地区、华中地区、华东地区、长江中下游沿岸城市及四川盆地；“低-低”类型的空间正相关的地区主要集中在西南和西北地区，也零星出现在东北和福建的部分城市中。最后对中国大气PM2.5污染空间格局进行初步成因探析。     

雾霾污染的城市间动态关联及其成因研究

面对严重的雾霾天气以及雾霾污染边界不断扩张的严峻挑战,加快创新大气污染联防联控体系以形成跨区域协同治污合力势在必行。本文基于京津冀、长三角、珠三角、成渝、长中游等五大地区96个城市2015年的空气质量指数(AQI)以及PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO、NO_2、O~3等6种分项污染物的逐日数据,从时间序列数据"预测能力"的视角,在向量自回归模型框架下识别雾霾污染的城市间动态交互影响效应,运用社会网络分析方法刻画雾霾污染空间关联的网络结构特征。在此基础上,运用二次指派程序从分项污染物视角考察雾霾污染空间关联的关键诱因,并利用双变量Moran指数揭示雾霾污染与其影响因素之间的空间相关性。研究发现,城市雾霾污染之间存在普遍的动态关联关系且呈现出联系紧密、稳定性强、带有明显特征的多线程复杂网络结构形态。不论在地区内部还是在全部样本城市当中,均不存在孤立的城市节点,这意味着面对雾霾污染的空间关联网络,任何一个城市都不能独善其身,均受到来自地区内部和地区以外其他城市以及它们构成的空间关联网络的影响。在六种分项污染物中,PM_(2.5)的空间关联是导致雾霾污染空间关联的最主要诱因。城市雾霾污染与其影响因素尤其是城市人口密度、投资强度、工业污染排放之间存在显著的空间相关性。基于上述结论,中国应当加快构建以防控PM_(2.5)为重点的跨区域雾霾污染协同治理机制,并将其融入城市群发展战略以及区域发展战略之中,最终实现包含雾霾污染协同治理在内的全方位的区域协同发展。     

中美贸易与污染避难所假说的实证研究——基于内含污染的视角

使用非竞争型投入产出表,在考虑中间产品产生污染的情况下,通过计算中美双边贸易的内含污染,考察对外贸易对发达国家和发展中国家环境的影响,检验污染避难所假说是否成立.本文首先构造中美两国28个制造业的总污染强度,在此基础上计算1987-2004年中美制造业贸易的贸易内含污染条件指标,并分析中美制造业贸易的进出口内含污染的部门来源.研究发现,1992年之后,所有污染物的贸易内含污染条件值都大于1,这意味着美国从中国进口的污染强度要高于中国从美国的进口污染强度,中美双边贸易中,中国环境受损、美国环境获利,污染避难所假说成立.从部门结构上看,中国出口内含污染主要来源于塑料制品、机械设备和工业化学这三个部门,进口内含污染主要来源于工业化学、机械设备和交通设备这三个部门.     

“2+26”城市治霾方案效果评估:以山东省为案例的研究

以京津冀大气污染传输通道“2+26”城市为对象的区域性雾霾专项治理已经开展两年有余。要判断“2+26”城市治霾方案的实施是否取得了显著成效需要通过科学的实证分析加以验证。采集山东省13个内陆城市2016—2018年每日空气质量指数(AQI)、六种单项污染物(PM 2.5、PM 10、SO 2、NO 2、CO、O 3)浓度以及气象条件等数据,以其中属于“2+26”城市的7城市作为实验组,其余6城市作为对照组,基于双重差分法,对“2+26”城市治霾方案在山东省相关城市的实施效果进行评估,试图分离方案实施所带来的环境效应。结果表明:①“2+26”城市治霾方案的实施总体上有效,对污染传输通道7城市空气质量指数(AQI)指标的降低发挥了显著作用。②“2+26”城市治霾方案对污染传输通道城市的PM 2.5、PM 10、CO浓度的降低有显著贡献,但对SO 2、NO 2和O 3指标的改善贡献并不明显。③对方案进行分时段动态效应分析发现,《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》的发布并未对污染传输通道城市空气质量改善产生立竿见影的效果,而《京津冀及周边地区2017—2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》《京津冀及周边地区2018—2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》的落实和执行才是“2+26”城市治霾方案显著见效的保障。该研究在严格遵守双重差分法前提条件的同时,还通过了一系列稳健性检验确保评估结果的可靠性。     

安徽省冬季PM2.5污染来源及其成因分析

随着中国城市化和工业化的加速发展，大气污染的问题日益突出，严重危害公众身体健康。基于安徽省逐小时PM2.5浓度监测数据，采用后向轨迹模式、潜在源因子分析法（PSCF）和权重浓度分析法（CWT），构建PM2.5来源分析模型，分析了安徽省PM2.5的来源，并结合地理探测器辨析了影响PM2.5本底贡献浓度的驱动因子。结果表明：（1）本底贡献、本底外溢和外地输送这3个动态过程对安徽省PM2.5浓度的时空变化有重要的影响；（2）PM2.5月累计逐小时测量浓度、总浓度、外地输送浓度、本底贡献浓度、本底外溢浓度和月均PM2.5本底排放贡献率，均在整体呈现出西南高、东北低的分布趋势，但前3项在安徽西北部的阜阳、亳州和淮北等地出现高值区；（3）安徽省约97.5%的面积外地输送贡献率>50%，下辖市PM2.5本底排放贡献率在30%~50%，说明1月污染以外地输送为主；（4）工厂密度、车辆保有量密度和人口密度对PM2.5月累计本底贡献浓度的解释力q值分别为0.33、0.47和0.61，通过与PM2.5月累计测量浓度地理探测分析结果的比较，表明人为要素与PM2.5月累计本底贡献浓度的关系更加密切。研究结果可为区域大气污染治理提供科学的参考依据。     

美国跨界大气环境监管经验对中国的借鉴

大气污染因其污染因子易受气候变化等影响,可进行长距离跨界传输,是典型的跨行政边界问题。我国地域辽阔,行政区域众多且与多个国家接壤或比邻,跨界污染问题研究十分必要。近年来,我国区域性大气污染问题明显,管理手段落后,缺乏相应管理体制和机制。美国在跨界大气环境管理方面取得了显著的成果,积累了丰富的经验,这对我国大气环境管理,尤其是跨界大气环境管理工作具有重要的借鉴意义。本文首先以美国大气跨界污染治理为例,结合具体实例,主要从机构设置、职能职责、运作方式三个方面详细分析了州内、州与州与之间以及跨国界三个层次跨界大气环境监管体系;其次,从上述几方面对我国与美国跨区域大气环境监管机制进行逐项比较分析;再次,对我国跨区域大气环境监管体系障碍分析认为,统分结合的环境管理体制和尚未建立区域联防联控机制是借鉴发达国家跨界大气环境监管经验的主要障碍;在此基础上,针对我国的跨区域大气环境管理工作提出5个方面的建议,即成立跨区域的权力机构;加强政府区域间协调合作;强化依法治理;多种管理手段综合应用;加强信息公开和公众参与。     

Fertility and air pollution: Some empirical findings

This paper attempts to explain regional differences in fertility rates in the standard metropolitan statistical areas of the United States through socioeconomic factors and air pollution. An important feature of this study is that it uses the most recent data pertaining to a homogeneous sample of observations within a country rather than using data for different countries. Statistical results suggest that given other factors, fertility and the level of air pollution have an inverse relationship. This quantitative effect is statistically significant but the absolute impact is rather low. Our results also suggest that an increase in the level of income, relative education of females, temperature, and the availability of physicians would in the long run reduce fertility rates in the urban areas of the United States.     

空气污染、空间外溢与公共健康——以中国珠江三角洲9个城市为例

空气污染对居民公共健康的影响,引起了人们高度的关注。但大多数学者研究从样本的独立性出发且不考虑内生性问题,忽视区域之间空间相关性,所得结论和政策建议需谨慎对待。为了弥补上述不足,本文基于Grossman中国宏观健康生产函数,选取2001—2014年中国广东省珠江三角洲9个城市作为样本,选择以PM_(10)和PM_(2.5)作为空气污染的代理指标,在充分考虑空间效应和严格假设检验的基础上选择合适的空间计量经济学模型,对此进行实证研究。主要研究结果显示:空气污染对居民的公共健康带来了负面影响,即PM_(10)和PM_(2.5)每增加1%,导致哮喘疾病和内科门诊等疾病人数不断上升,且影响都比较大,尤其是对哮喘疾病的影响分别为0.2236%和0.2272%。经济增长对公共健康均有显著的促进作用,影响最大;其它财政医疗支出、卫生技术人员和人口密度等要素对居民公共健康的影响较小。由于空气污染的负外部性,研究还发现,区域之间空气污染的"溢出效应"对领域居民公共健康存在显著的影响,说明忽视空间自相关性的存在,会使得空气污染对公众健康的估计产生偏差。从长期看,空气污染对本地居民公共健康的直接效应都显著为正,PM_(2.5)间接效应显著为负,但PM_(10)间接效应并不显著。因此,各级政府除了在源头上治理污染物的排放,提高公共健康水平外,还应该打破各自为阵的行政垄断,应该作为一个整体,实现跨区域环保合作,共同治理和制定公共卫生政策等。这对区域之间协同减排和保护居民公共健康具有重要的理论和现实意义。     

Constrained confidence intervals in time series studies of mortality and air pollution

This paper focuses on constrained confidence intervals in the context of environmental time series studies where one seeks to ascertain the effects of ambient air pollution on human mortality. If the regression parameter representing such effects is non-negative, corresponding to a belief that more pollution cannot be beneficial, a desirable goal is to produce a constrained confidence interval for the parameter which is entirely non-negative. We show how this goal can be achieved using the method of tail functions. The proposed methodology is illustrated by the application to an environmental study of 100 cities in the United States involving regressions of mortality counts on levels of particulate matter air pollution. The large number of constrained CIs that contain zero is an indication that for the majority of the 100 cities there is not enough evidence to conclude a positive association between air pollution and mortality.     

Existing oxidant/ozone standards in OECD countries

This paper describes the historical development and current legislation to control photochemical oxidant pollution in OECD countries. Policies for implementing, attaining, and maintaining ambient air quality standards or goals are discussed, problems associated with the various steps are highlighted, and the possibility of international policy guidelines which could control pollution across national frontiers is considered. To date, only a few countries have formulated ambient air quality standards for ozone/ oxidants; these standards are usually short-term averages over 1 h, ranging from 0.06 ppm (μL/L) in Japan to 0.12 ppm (μL/L) in the United States. The current interest in air quality management on an international scale leads to the conclusion that successful control of photochemical oxidant pollution would be best accomplished through the establishment of internationally acceptable standards or goals for oxidants/ozone based on health effects and other relevant environmental impacts, in combination with control strategies developed and implemented on an international level.     

经济增长、国际贸易与污染排放的关系研究——基于美国和中国SO2排放的实证分析

在世界经济一体化进程中,国际贸易成为影响各国环境污染变化的重要因素,将其纳入经济增长与环境污染间关系的分析框架是环境学界关注的一个重要问题。本文基于联立方程模型,从经济产出、污染排放、污染治理和国际贸易等四个方面探讨了经济增长与污染排放的相互作用机理,并以美国、中国SO2排放为例进行了实证研究。结果表明:污染排放对经济产出有影响,且对美国和中国分别为正作用和负作用。经济增长增加了两国国内污染排放,且中国增加的相对更多。而污染治理均减少了国内污染排放,美、中的污染减排弹性系数分别为-0.277和-0.417。国际贸易对美国起到污染减排作用,对中国的影响不显著,考虑到贸易对中国经济增长的拉动作用,其经济规模间接污染效应不容忽视。对于中国而言,加大污染治理投资、改善贸易进出口状况、降低经济发展过程中的污染排放是实现经济与环境协调发展的有效途径。     

Relationship between air pollution and daily mortality in a subtropical city: Taipei, Taiwan

Air pollution has been associated with daily mortality in numerous studies over the past decade. However most of these studies were conducted in the United States and Europe with relatively few done in Asia. In the current study, the association between ambient air pollution and daily mortality in Taipei, Taiwan's largest city which has a subtropical climate was undertaken, for the period 1994-1998 using a case-crossover analysis. This design is an alternative to Poisson time series regression for studying the short-term adverse health effects of air pollution. The air pollutants examined included particulate matter (PM(10)), sulfur dioxide (SO(2)), ozone (O(3)), nitrogen dioxide (NO(2)), and carbon monoxide (CO). The largest observed effect, which was without statistical significance, was seen for NO(2) and CO levels on deaths due to respiratory diseases (ORs=1.013 and 1.014, respectively). The well established link between air pollution levels and daily mortality may not be as strong in cities in subtropical areas, although other factors such as differences in pollutant mix or the underlying health of the population may explain the lack of a strong association in this study. Further studies of this type in cities with varying climates and cultures are needed.     

城市创新能够驱散雾霾吗?--基于空间溢出视角的检验

中国多城市群大范围持续遭遇雾霾等空气环境问题,不仅严重影响着人民生活健康,同时成为制约中国社会经济发展的主要瓶颈。创新驱动作为引领发展的重要源泉,是治理城市雾霾的重要手段。因此,本文利用2004—2016年中国地级市PM_2.5浓度、创新等数据,基于STIRPAT模型,通过空间计量方法在同时考虑空间横向维度及时间纵向维度下就中国城市创新对雾霾的影响进行了实证分析,并进一步从城市创新对雾霾的动态效应、作用距离阈值等多个角度进行了稳健性检验。实证结果表明:①中国城市雾霾污染呈现明显的空间溢出效应和高排放俱乐部集聚特征。②中国城市创新具有积极的减霾作用。从横向空间维度来看表现为积极的空间溢出效应,但存在一定的有效距离阈值。从纵向时间维度来看,减霾效应整体存在边际递减态势。③交通便利化及能源效率的提高有效抑制了城市雾霾污染的加剧,以煤为主的能源结构仍是城市雾霾污染加剧的一大诱因。基于上述事实,本文提出以下政策建议:中国在城市雾霾治理过程中应实施科学规划,布局联防联控。防止城市"单边"治霾努力成果被周边城市的"泄漏效应"所削减;聚集创新要素,打造创新型城市引擎。在城市群内部形成创新竞争、合作机制,创新重塑城市群发展模式以缓解城市雾霾污染;考虑到城市创新对于雾霾治理红利存在边际递减态势,除上述减霾渠道外,治霾政策仍需坚持从源头着手,优化产业、能源结构,促进能效、路效提高,最终成就美丽城市。     

A model of ozone production in urban plumes

A model of rural smogs and urban plumes introduced into rural smog is developed. The single day variation of level of reactive species including ozone in rural smog in the eastern United States is simulated by mathematical modelling. Rural air masses are modelled as though they were outdoor smog chamber systems of low inital contaminant concentration to which small additional injections of contaminants, representing rural emissions, are made throughout the day. Rural smogs containing urban plumes are modelled as though they were outdoor inflatable smog chambers to which relatively large amounts of pollution material are added in the early minutes after sunrise and which are continuously diluted with material from chambers simulating rural smog. The urban plume model is specifically intended to simulate the photochemistry of parcels of air which sweep over relatively isolated cities in the eastern United States.The model runs suggest that the observed lack of urban plumes downwind of small cities is due to dilution. Additionally, the model suggests that the concentrations of both ozone and ozone precursors in rural smog have a significant effect on ozone production in urban plumes.     

Toward clean air: An international survey of regulatory frameworks

Control laws, standards, and organization for the protection of the human health and of the environment differ greatly from country to country. This paper describes the atmospheric pollution control measures adopted in a number of industrialized countries, with particular reference to pollution from power plants. The countries examined in this review are Canada, Japan, Sweden, the United States, and the European Community. Also examined are the approaches of several EC Member States to the problem of atmospheric pollution control.