浙江2001—2016年露天生物质燃烧排放污染物时空格局

生物质露天燃烧排放烟气颗粒物对大气环境、生态系统和人类健康有重要影响. 该研究基于MODIS - MCD64A1数据提取2001—2016年浙江省森林、灌丛、草地火灾面积和作物秸秆火点数据,结合植被类型、生物质密度和燃烧效率,运用排放因子法,估算16年间浙江区域露天生物质燃烧排放污染物总量. 结果表明,2001—2016年浙江区域露天生物质燃烧总量为58.78 mt,其中乔木、灌木、草本、水稻、小麦、玉米、豆类和油菜燃烧总量分别为202.18 kt、10.43 kt、300.10 t、46.66 mt、1.94 mt、2.45 mt、3.45 mt和4.06 mt. 森林和秸秆火次数分别为1783次和23257次,森林火灾多集中在浙江南部区域,秸秆火多集中在浙江北部区域. 森林和草地火灾次数主要集中在3月和10月,作物秸秆火点主要集中在5、7和8月份,占全年75%以上. 各污染物CO₂、CO、NO_x、VOCs、PM_2.5、TC、OC和EC排放总量分别为667.20、26.40、1.13、4.92、5.12、2.85、2.59和0.23 mt. 该研究揭示了浙江地区生物质露天燃烧排放污染物的时空变化,为深入揭示生物质燃烧对区域环境影响提供数据支持.     

大兴安岭5种乔木树种燃烧释放PM2.5中水溶性元素特性

采用自主设计的生物质燃烧实验装置,在不同燃烧状态（明燃、阴燃）下,对大兴安岭林区5种典型乔木树种的不同部位（枝、叶、皮）燃烧释放PM_2.5中的水溶性元素特性进行研究.结果显示,不同树种间PM_2.5的排放因子差异显著,排放范围为（2.408±0.854）~（9.227±1.172）g/kg.5种乔木树种燃烧释放PM_2.5中主要检测到Mg、Ca、K等16 种元素,其中Ca、K、Zn、Mg 4种元素的排放因子明显大于其它元素.不同树种间元素排放因子差异较大,针叶树的排放因子一般高于阔叶树.除Cd元素外,不同器官间排放的元素总量无明显差异.不同树种不同器官燃烧释放PM_2.5中水溶性元素的占比顺序较为一致,其中Ca、K、Zn和Mg 4种元素的排放因子在枝、叶、皮中均较高.此外,燃烧状态对元素排放特征影响较大,Li、Mg、Ca等7种元素的排放因子均表现为明燃显著高于阴燃.     

南方林区2000~2016年林火释放污染物动态变化研究

以南方林区为研究区域,基于林业统计年鉴和MODIS卫星火点数据,结合相关文献中不同林型各类污染物的排放因子数据,估算2000~2016年间研究区域各省森林生物质燃烧及污染物排放总量,并分析其时空变化情况.结果表明,南方林区森林火灾总体呈先升后降的趋势,林火空间分布较为分散.2000~2016年南方林区森林生物质燃烧总量4.79×10⁴kt.其中,温带常绿针叶林、温带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、热带常绿阔叶林和灌木的燃烧比例分别为65.24%,17.45%,1.55%,1.10%和14.66%.CO、CO₂、NO_x、CH₄、VOCs和PM_2.5等主要污染物的排放总量均值依次为3.73×10³,5.87×10⁴,48.05,347.27,358.54和365.06kt.此外,各类污染物的时空分布差异性明显：福建、广东、广西全省,海南西部,以及江西和湖南南部是各类污染物网格排放高值区;江西和湖北各类污染物的排放呈显著下降,福建NO_x、VOCs和PM_2.5,以及广东CH₄和VOCs下降趋势显著,其余省份各类污染物排放下降但不显著.林火释放污染物占工业粉尘比例呈波动性上升,表明该地区森林火灾对大气环境的影响程度逐渐增加.     

可燃物化学性质对燃烧释放PM2.5元素成分的影响

通过自主设计的燃烧装置,对云南省6种典型乔木树种的不同器官(枝、叶、皮)室内模拟阴、明燃两种燃烧过程,收集燃烧排放颗粒物(PM_2.5)并测定K、Mg等8种元素排放因子,比较不同燃烧状态释放PM_2.5中元素含量的差异,同时分析各元素排放因子与可燃物自身元素含量之间的相关性.结果表明:可燃物中K、Mg和Ca元素含量较高,范围为(137.74~4670.70) mg/kg,微量元素Mn含量突出;阔叶可燃物元素含量普遍高于针叶,器官间元素含量差异显著;燃烧释放PM_2.5中K、Na元素排放因子较高,范围为(0.4269~4.9321)~(0.6311~3.0856) mg/kg,微量元素Zn较高、Cu最少,范围为(0.0409~0.3670)~(0.0029~0.0458) mg/kg,常量元素高于微量;树种间元素排放因子表现针叶高于阔叶,器官间较可燃物自身差异增大;燃烧状态对排放因子存在影响,常量元素普遍表现为明燃>阴燃,微量元素无明显规律;PM_2.5与可燃物各元素含量比值中,Na元素最高,其余元素占比普遍0~1%范围,微量元素含量比高于常量,针叶高于阔叶;可燃物的化学性质对其排放特性影响显著,可燃物与PM_2.5的元素间相关性较高,相关水平普遍达0.600以上,器官间不同元素相关水平表现为:常量元素普遍高于微量元素,针叶略高于阔叶,叶>皮>枝,明燃高于阴燃.     

中国亚热带地区2000-2014年林火排放颗粒物时空动态变化

林火是森林生态系统重要干扰因子并对大气环境和人类健康有显著影响.该研究基于2000-2014年中国亚热带地区卫星火点数据,结合林业统计年鉴,估算各区域林火燃烧生物量,运用排放因子法,估算15年间中国亚热带地区林火排放颗粒物总量.研究结果表明,亚热带地区林火存在季节性差异,福建、广东、广西、湖南和江西林火主要集中在春、秋两季;贵州和云南林火主要集中在春季;浙江林火集中在春、夏两季.亚热带地区森林可燃物总燃烧量为333.92 Mt,污染物PM_2.5、OC、EC和TC总量分别为：698.33、338.18、40.04和378.22 kt,此外,各污染物排放在时间和空间上不均衡,各污染物排放量多集中在云南南部和东南部,湖南、贵州和广东交汇处,广东东南部和福建中部等区域;PM_2.5、OC、EC和TC在浙江、云南、贵州、湖南和江西呈显著增长趋势.林火释放PM_2.5与工业粉尘的排放比变化趋势总体呈上升趋势,说明森林火灾导致的颗粒物排放对大气环境影响力呈逐年增长趋势.该文通过对中国亚热带地区林火释放污染物的时空变化研究,为深入揭示林火对区域环境的影响提供数据支持.     

浙江省大气PM2.5时空分布及相关因子分析

该研究以浙江省2014-2019年PM_2.5浓度数据为研究对象,应用多元线性回归和随机森林方法结合气象、植被、地形、经济、人口和基础设施等因子进行分析.研究结果表明PM_2.5浓度时空分布不均匀,时间上季节变化差异显著,总体呈冬季>春季>秋季>夏季分布规律,每年呈下降趋势;空间上呈西北多东南少的分布特征.多元线性回归和随机森林模型显示日最低地表气温（MI-GST）、日最低气压（MI-PRS）、日蒸发量（EVP）、日最小相对湿度（MI-RHU）、月植被覆盖度（FVC）、日降水量（PRE）、日极大风速（MM-WIN）、日平均相对湿度（AV-RHU）、铁路密度（Railway）、日最大风速（MA-WIN）、日照时长（SSD）、海拔（DEM）、日平均风速（AV-WIN）和河流密度（River）等15个因子对PM_2.5浓度影响显著;随机森林模型均方根误差（RMSE）、均方绝对百分比误差（MAPE）和变异解释量（R²）分别为0.133、17.83%和0.834,明显优于多元线性回归（0.278、40.48%和0.575）,表明随机森林更适合浙江省PM_2.5浓度估测,该研究揭示PM_2.5时空分布及相关因子分析,为限制空气污染提供有效策略.     

塔河地区林火时空分布格局与影响因素

根据黑龙江省大兴安岭塔河林业局30年(1974-2004年)的火灾资料,利用地理信息系统、SPSS和STATISTICA等工具,对该林业局林火发生规律及其影响因素进行了研究.30年来火灾次数和雷击火发生次数都有较明显的增加趋势,尤其是近10年来,增加趋势明显.总林火次数和面积的相关性强,显著水平高.人为火和总林火的次数和面积正相关,雷击火次数与面积不相关.对森林火灾发生次数与气候因子的关系进行的相关性分析表明,森林火灾发生次数与气候因子之间无明显线性关系.由林火特征与双气候因子的拟合分析得到,林火次数受双气候因子影响较显著,而火灾面积由于人的因素而具有不确定性.     

福建省4种主要乔木枝叶燃烧含碳物质排放特性分析

森林可燃物燃烧释放的大量含碳物质对大气环境和生态系统碳平衡具有重要影响,揭示森林可燃物燃烧的含碳物质排放特性具有重要的科学意义.运用自主设计的生物质燃烧系统,模拟福建省4种主要乔木树种——马尾松、杉木、樟树、桉树的枝、叶燃烧,分析其在不同燃烧状态（阴燃、明燃）下含碳气体（CO、CO₂、C_xH_y）和PM_2.5的排放因子（分别以EF_CO2、EF_CO、EF_CxHy、EF_PM2.5表示）及PM_2.5中的碳质组分之间的差异性.结果表明,马尾松、杉木、樟树、桉树燃烧排放的含碳气体、PM_2.5的排放因子及PM_2.5的碳质组分在不同燃烧状态下差异较大,阴燃时EF_CO2、EF_CO、EF_CxHy、EF_PM2.5平均值在分别为（1 400.7±76.5）（297.6±16.2）（25.2±3.9）（23.9±4.3）g/kg,明燃时分别为（1 582.8±73.2）（253.6±16.1）（17.2±3.7）（8.4±2.8）g/kg,除CO₂外其他多为阴燃显著高于明燃.针叶树种（杉木、马尾松）枝、叶在阴燃时EF_PM2.5高于阔叶树种（樟树、桉树）,而明燃时差异相对较小.PM_2.5中OC（有机碳）、EC（元素碳）、TC（OC+EC）的质量分数阴燃时分别为45.6%、12.0%、57.6%,明燃时分别为42.9%、17.6%、60.5%.EF_OC/EF_PM2.5、EF_EC/EF_PM2.5、EF_OC/EF_EC在两种燃烧状态下具有不同的特征,其特征值可作为区分不同燃烧源或不同燃烧状态的指标;EF_OC/EF_PM2.5在明燃和阴燃时差异不大,平均值分别为0.49、0.46;EF_EC/EF_PM2.5明燃显著高于阴燃,平均值分别为0.18、0.12;4种乔木的枝、叶燃烧的EF_OC/EF_EC明燃低于阴燃,平均值分别为2.59和4.01.在两种燃烧状态下OC与PM_2.5的排放因子均呈显著相关.研究显示,不同燃烧条件以及不同燃料燃烧对排放含碳物质具有显著影响.      

云南省八种主要乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性分析

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性,运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统,对云南省主要乔木树种滇青冈（Cyclobalanopsis glaucoides）、光叶石栎（Lithocarpus mairei）、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、华山松（Pinus armandii）、金合欢（Acacia farnesiana）、麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、云南油杉（Keteleeria evelyniana）的不同器官（枝、叶、皮）分别进行模拟燃烧,实测其在不同燃烧状态（阴燃/明燃）下释放的CO、CO₂、C_xH_y、NO_x及PM_2.5的排放因子.结果表明:①乔木树种不同器官燃烧释放的烟气中颗粒物排放因子存在差异,其中,在不同燃烧状态下CO、PM_2.5、C_xH_y、NO_x的排放因子表现为叶 > 枝 > 皮,CO₂排放因子表现为叶 > 皮 > 枝.②8种乔木明燃下CO、CO₂、C_xH_y、NO_x、PM_2.5的排放因子平均值分别为（176.52±25.40）（1 250.32±168.04）（32.82±8.68）（2.53±0.71）（15.59±5.36）g/kg,阴燃下分别为（250.44±37.43）（1 062.11±145.95）（44.82±9.97）（1.92±0.57）（22.56±7.28）g/kg.CO、C_xH_y、PM_2.5的排放因子呈阴燃>明燃的排放特征,且大部分乔木树种的CO、C_xH_y、PM_2.5排放因子在不同燃烧状态下差异显著.③不同乔木树种燃烧烟气的颗粒物排放因子存在差异,其中CO、CO₂、C_xH_y、PM_2.5的排放因子均呈针叶树种>阔叶树种的特征,NO_x排放因子表现为阔叶树种>针叶树种的特征,但针、阔叶树种之间差异不显著.④不同燃烧状态下,叶燃烧产生的污染物浓度与其元素含量呈显著正相关,且阴燃状态下3种器官的CO排放因子均与自身碳元素含量呈显著正相关.研究显示,不同可燃物类型和燃烧状态对乔木燃烧释放烟气及颗粒物均有影响,不同器官之间燃烧排放特性存在一定差异,且乔木元素含量对其燃烧释放气体污染物的排放因子具有一定影响.      

基于MODIS影像估算中国大陆区域草地火污染物时空格局

草地火是草地生态系统重要干扰因子,对草地生态系统结构和功能有重要影响.草地火释放的大量烟气和颗粒物对大气环境、生态系统和人类健康有重要影响.本研究基于2001—2017年中国大陆区域MODIS-MCD64A1数据,结合生物质密度,估算各区域草地火燃烧生物量.并运用排放因子法,估算17年间中国大陆区域草地火排放污染物总量.研究结果表明,中国大陆地区草地生物质密度存在差异,由东向西逐渐递减.草地火时空分布不均衡且存在明显季节性差异,主要集中在3月和9月.中国大陆地区2001—2017年草地火次数、火面积和燃烧总量分别是1.63×10~5次、6.12×10~6 hm~2和23.86 Mt,排放CO_2、CO、CH_4、SO_2、NMVOC、NO_x、PM_(2.5)、BC、OC和TC总量分别为37.27 Mt、1.31 Mt、43.30 kt、11.05 kt、287.74 kt、79.60 kt、155.82 kt、9.25 kt、64.95 kt和75.54 kt.此外,各污染物在时间和空间上不均衡,在东北、华北、华中和西南区域呈增加趋势,华东和西北区域呈降低趋势,华南区域呈显著降低趋势.本研究揭示了中国大陆地区草地火释放污染物的时空变化,为深入揭示草地火对区域环境影响提供数据支持.