一、引言1.1研究背景與意義中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈資源極為豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年我國(guó)秸稈產(chǎn)量可達(dá)數(shù)億噸，涵蓋了小麥、水稻、玉米等多種農(nóng)作物秸稈。長(zhǎng)期以來(lái)，秸稈焚燒是一種常見(jiàn)的秸稈處理方式，在部分地區(qū)廣泛存在。據(jù)相關(guān)資料顯示，每年我國(guó)秸稈焚燒量約為1.5億噸，占全國(guó)生物質(zhì)資源總量的40%左右，秸稈焚燒主要集中在北方的糧食主產(chǎn)區(qū)，如東北、華北等地。秸稈焚燒的主要原因包括秸稈處理成本高，農(nóng)民缺乏積極性；秸稈利用渠道不暢，技術(shù)水平和設(shè)備落后；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期限制，秸稈還田難度大等。然而，秸稈焚燒帶來(lái)了諸多嚴(yán)重問(wèn)題，其中對(duì)大氣環(huán)境的污染尤為突出。秸稈焚燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的大氣污染物，如一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）、二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）、氨（NH?）、甲烷（CH?）、臭氧（O?）等氣態(tài)污染物，以及顆粒物，特別是細(xì)顆粒物PM?.?等。這些污染物的排放對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。研究表明，焚燒秸稈時(shí)，大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物三項(xiàng)污染指數(shù)會(huì)達(dá)到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時(shí)高出一倍，二氧化氮和可吸入顆粒物的濃度比平時(shí)高出三倍。當(dāng)可吸入顆粒濃度達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部位刺激較大，輕則造成咳嗽、胸悶、流淚，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致支氣管炎發(fā)生。在一些地區(qū)，秸稈焚燒產(chǎn)生的濃煙會(huì)使空氣質(zhì)量急劇下降，霧霾天氣加劇，嚴(yán)重影響居民的日常生活和身體健康。秸稈焚燒排放的污染物還會(huì)隨風(fēng)擴(kuò)散，影響周邊城市的空氣質(zhì)量，如東北地區(qū)秸稈焚燒主要集中在10月下旬（收獲季）至次年5月復(fù)耕前，其污染物會(huì)影響周邊城市的空氣質(zhì)量。秸稈焚燒不僅危害大氣環(huán)境和人體健康，還存在其他危害。例如，秸稈焚燒極易引燃周圍的易燃物，引發(fā)火災(zāi)，威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全；焚燒形成的煙霧會(huì)造成空氣能見(jiàn)度下降，影響道路交通和航空安全；此外，秸稈焚燒還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成農(nóng)田質(zhì)量下降，地表中的微生物被燒死，加重土壤板結(jié)，破壞地力，加劇干旱，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和增產(chǎn)。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視程度不斷提高，秸稈焚燒問(wèn)題日益受到關(guān)注。準(zhǔn)確了解秸稈焚燒大氣污染物的排放特征，對(duì)于制定有效的污染防控措施至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)秸稈焚燒大氣污染物高分辨率排放特征的研究，可以更精確地掌握污染物的排放規(guī)律，包括排放的時(shí)間分布、空間分布、不同污染物的排放比例等，從而為有針對(duì)性地制定減排政策提供科學(xué)依據(jù)。這有助于減少秸稈焚燒對(duì)大氣環(huán)境的污染，改善空氣質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。研究秸稈焚燒大氣污染物排放特征還能為相關(guān)環(huán)境政策的評(píng)估和調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持，推動(dòng)環(huán)保政策的不斷完善和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)共進(jìn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在秸稈焚燒污染物排放研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究，取得了一系列成果。在排放因子測(cè)定方面，眾多學(xué)者進(jìn)行了深入探究。例如，祝斌等人建立了實(shí)驗(yàn)室模擬-稀釋通道采樣系統(tǒng)，測(cè)定了浙江、四川、河南、河北、北京等地的玉米、小麥和水稻秸稈燃燒過(guò)程中PM?.?的排放因子，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)室模擬明火燃燒的排放因子為7.2-39.0g/kg，與文獻(xiàn)中野外燃燒結(jié)果相似，且排放因子受秸稈燃燒狀態(tài)影響顯著，悶火燃燒為明火燃燒的2.4-11.5倍，同時(shí)不同農(nóng)作物種類的PM?.?排放因子也存在明顯差別，而排放因子隨秸稈生長(zhǎng)地域變化比較小。唐喜斌等人利用自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)放式燃燒源排放測(cè)試系統(tǒng)，選取小麥、水稻、油菜、豆秸和薪柴等5類典型作物秸稈，分別采用露天焚燒和爐灶燃燒2種燃燒方式，實(shí)測(cè)其氣態(tài)污染物和顆粒物排放特征，發(fā)現(xiàn)露天燃燒各類秸稈的CO、NOx和PM?.?平均排放因子約為28.7、1.2和2.65g/kg，由于爐灶氧含量相對(duì)較低，燃燒不充分，其污染物排放因子總體高于露天燃燒，分別為81.9、2.1和8.5g/kg，各類秸稈中，油菜的排放水平相對(duì)較高。排放量估算也是研究的重點(diǎn)之一。復(fù)旦大學(xué)陳建民教授課題組通過(guò)自行設(shè)計(jì)研制的大型氣溶膠煙霧箱、專用燃燒爐和先進(jìn)的表征大氣顆粒物等測(cè)量系統(tǒng)，基于我國(guó)2004年三種主要農(nóng)作物秸稈（玉米、小麥、水稻）產(chǎn)量及燃燒比例情況，給出了秸稈燃燒排放的氣態(tài)污染物、顆粒物和多環(huán)芳烴及烷基多環(huán)芳烴的準(zhǔn)確定量化排放特征，據(jù)研究測(cè)定，三種秸稈燃燒顆粒物的排放因子分別為水稻秸稈(260±50)千克/噸，小麥(110±30)千克/噸和玉米秸稈(390±60)千克/噸，僅2004年這三種農(nóng)作物秸稈燃燒排放的氣態(tài)污染物CO，CO?和NOx總量就分別達(dá)到了2300萬(wàn)噸、2.5億噸和28萬(wàn)噸，2004年全國(guó)秸稈燃燒所排放的多環(huán)芳烴（PAHs）及烷基多環(huán)芳烴（APAHs）的總量分別為1088噸和379噸。時(shí)空分布研究同樣受到廣泛關(guān)注。吳黎和李巖基于遙感MODIS數(shù)據(jù)，通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)黑龍江省快速獲取2016年秸稈焚燒火點(diǎn)位置，結(jié)果表明農(nóng)民主要集中在10月中、下旬進(jìn)行秸稈焚燒，從火點(diǎn)空間分布來(lái)看秸稈焚燒現(xiàn)象主要集中在松嫩平原、中部及三江平原地區(qū)，而方正縣、尚志市、五常市、海林市、林口縣、雞西市、穆棱市、綏芬河市和東寧縣秸稈焚燒現(xiàn)象較少。東北地理所的研究通過(guò)提取可見(jiàn)紅外成像輻射儀(VIIRS)火點(diǎn)數(shù)據(jù)、中分辨率成像光譜輻射儀(MODIS)燃燒面積數(shù)據(jù)，對(duì)比研究了秸稈火點(diǎn)數(shù)和秸稈燃燒面積這兩種不同秸稈焚燒參數(shù)與大慶市為中心不同緩沖區(qū)空氣質(zhì)量的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)不同緩沖區(qū)內(nèi)的秸稈火點(diǎn)數(shù)量、焚燒面積和空氣質(zhì)量指數(shù)AQI在時(shí)間序列上表現(xiàn)出較好的相關(guān)性，MODIS數(shù)據(jù)提取的秸稈焚燒面積與空氣質(zhì)量的相關(guān)性在0.8左右，在緩沖區(qū)半徑50km時(shí)最高，達(dá)到0.82，VIIRS數(shù)據(jù)提取的秸稈火點(diǎn)數(shù)量與空氣質(zhì)量的相關(guān)性在0.6以上，同樣在緩沖區(qū)半徑50km時(shí)最高，達(dá)到0.75，在其他各級(jí)緩沖區(qū)內(nèi)，秸稈焚燒面積和AQI的相關(guān)性一直高于秸稈火點(diǎn)和AQI的相關(guān)性。國(guó)外在秸稈焚燒污染物排放研究方面也有諸多成果。美國(guó)在上世紀(jì)90年代飽受秸稈焚燒問(wèn)題困擾后，于1999年美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布《農(nóng)業(yè)焚燒政策》，建議各州針對(duì)較大規(guī)模的農(nóng)業(yè)焚燒制定各自的管理計(jì)劃，按照要求，各州陸續(xù)出臺(tái)了以減輕農(nóng)業(yè)焚燒污染為主要目的的煙霧管理計(jì)劃，農(nóng)場(chǎng)主想要大規(guī)模地焚燒秸稈，需參加焚燒培訓(xùn)、填寫申請(qǐng)表、撰寫焚燒計(jì)劃書，獲得焚燒許可證后，還需根據(jù)氣象條件等因素再次研判焚燒時(shí)機(jī)，城市建成區(qū)等敏感地區(qū)任何時(shí)候都絕對(duì)不允許焚燒，嚴(yán)苛的管理措施大大增加了焚燒成本，起到了很好的禁燒作用。日本主要依據(jù)《廢棄物管理和公共清潔法》對(duì)秸稈焚燒實(shí)施管理，除特定情況外，其他露天焚燒行為都被禁止，違規(guī)將受到嚴(yán)厲處罰，同時(shí)日本政府非常重視廢棄物的循環(huán)利用，確立了廢棄物循環(huán)利用“3R”原則。盡管國(guó)內(nèi)外在秸稈焚燒污染物排放研究方面已取得一定成果，但仍存在一些不足。例如，不同研究中排放因子的測(cè)定方法和結(jié)果存在差異，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法；在排放量估算方面，部分研究的數(shù)據(jù)源和模型存在局限性，導(dǎo)致估算結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高；時(shí)空分布研究多集中在區(qū)域尺度，高分辨率的精細(xì)化研究相對(duì)較少，難以滿足精準(zhǔn)污染防控的需求。1.3研究目的與創(chuàng)新點(diǎn)本研究旨在深入揭示中國(guó)秸稈焚燒大氣污染物的高分辨率排放特征，為精準(zhǔn)制定大氣污染防控策略提供科學(xué)依據(jù)。具體而言，通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合與高分辨率模型相結(jié)合的方法，對(duì)秸稈焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的各類大氣污染物，如一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）、二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）、氨（NH?）、甲烷（CH?）、臭氧（O?）以及顆粒物（尤其是PM?.?）等，進(jìn)行全面、細(xì)致的排放特征分析。研究將重點(diǎn)關(guān)注污染物排放的時(shí)間變化規(guī)律，包括不同季節(jié)、月份、日期甚至小時(shí)尺度的排放差異；空間分布特征，涵蓋不同地區(qū)、地形、土地利用類型下的排放強(qiáng)度和范圍；以及不同農(nóng)作物秸稈種類、燃燒方式和環(huán)境條件對(duì)污染物排放的影響。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：多源數(shù)據(jù)融合：綜合運(yùn)用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，克服單一數(shù)據(jù)源的局限性，提高秸稈焚燒監(jiān)測(cè)和污染物排放估算的準(zhǔn)確性。例如，通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取秸稈焚燒火點(diǎn)的位置、面積和持續(xù)時(shí)間等信息，結(jié)合地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)污染物濃度進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，利用氣象數(shù)據(jù)考慮氣象條件對(duì)污染物擴(kuò)散和傳輸?shù)挠绊懀柚r(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定秸稈的產(chǎn)量和分布情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)秸稈焚燒大氣污染物排放的全面、準(zhǔn)確刻畫。高分辨率模型應(yīng)用：采用高分辨率的大氣擴(kuò)散模型和排放清單模型，對(duì)秸稈焚燒大氣污染物的排放和擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化模擬。與傳統(tǒng)的低分辨率模型相比，高分辨率模型能夠更準(zhǔn)確地反映污染物在復(fù)雜地形和城市環(huán)境中的擴(kuò)散路徑和濃度分布，為制定針對(duì)性的污染防控措施提供更詳細(xì)的信息。例如，在復(fù)雜的山區(qū)地形中，高分辨率模型可以精確模擬污染物在山谷、山坡等不同地形部位的擴(kuò)散和積聚情況，為山區(qū)的秸稈焚燒污染治理提供科學(xué)指導(dǎo)。時(shí)空精細(xì)化分析：從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)秸稈焚燒大氣污染物排放特征進(jìn)行精細(xì)化分析。在時(shí)間上，不僅分析年、季、月等較長(zhǎng)時(shí)間尺度的排放變化，還深入到日、小時(shí)等短時(shí)間尺度，揭示秸稈焚燒排放的日內(nèi)變化規(guī)律和突發(fā)排放事件；在空間上，將研究尺度細(xì)化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村甚至農(nóng)田地塊，明確不同區(qū)域的排放強(qiáng)度和貢獻(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)防控提供數(shù)據(jù)支持。比如，通過(guò)對(duì)某個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)不同村莊的秸稈焚燒排放進(jìn)行詳細(xì)分析，找出排放重點(diǎn)區(qū)域，集中力量進(jìn)行管控?？紤]多因素影響：全面考慮農(nóng)作物秸稈種類、燃燒方式、環(huán)境條件（如氣象、地形、土壤等）以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等多種因素對(duì)污染物排放的影響，建立多因素耦合的排放特征分析框架。以往研究往往僅關(guān)注單一或少數(shù)因素的影響，本研究通過(guò)綜合分析多種因素的交互作用，更全面地揭示秸稈焚燒大氣污染物排放的內(nèi)在機(jī)制。例如，研究不同氣象條件下，不同秸稈種類和燃燒方式對(duì)污染物排放的影響差異，為根據(jù)實(shí)際情況制定合理的秸稈處理和污染防控措施提供科學(xué)依據(jù)。二、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源2.1研究方法2.1.1排放清單編制方法本研究采用排放因子法編制秸稈焚燒大氣污染物排放清單。排放因子法是一種廣泛應(yīng)用于污染物排放估算的方法，其基本原理是通過(guò)確定單位活動(dòng)水平（如單位質(zhì)量秸稈焚燒）所排放的污染物量（即排放因子），再結(jié)合實(shí)際的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算污染物的總排放量。其計(jì)算公式為：E=\sum_{i=1}^{n}A_{i}\timesEF_{i}\times(1-\eta_{i})，其中，E為污染物排放總量（t）；A_{i}為第i類秸稈的焚燒量（t）；EF_{i}為第i類秸稈焚燒產(chǎn)生的第j種污染物的排放因子（t/t）；\eta_{i}為第i類秸稈焚燒過(guò)程中第j種污染物的去除效率（%），由于本研究主要關(guān)注秸稈露天焚燒，通常不考慮去除效率，即\eta_{i}=0。在確定秸稈焚燒量時(shí)，主要依據(jù)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，獲取全國(guó)各地區(qū)不同農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量信息。通過(guò)查閱各地的統(tǒng)計(jì)年鑒、農(nóng)業(yè)部門發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，收集小麥、水稻、玉米等主要農(nóng)作物的種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)。結(jié)合實(shí)地調(diào)研和專家咨詢，確定不同地區(qū)秸稈的焚燒比例。例如，在一些糧食主產(chǎn)區(qū)，由于秸稈產(chǎn)量大且利用途徑有限，焚燒比例可能相對(duì)較高；而在一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)或秸稈綜合利用技術(shù)推廣較好的地區(qū)，焚燒比例則較低。排放因子的確定是排放清單編制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究綜合參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)研究成果，選取具有代表性的排放因子數(shù)據(jù)。對(duì)于不同農(nóng)作物秸稈，如小麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈等，其燃燒特性和化學(xué)成分存在差異，導(dǎo)致排放因子也有所不同。例如，根據(jù)祝斌等人的研究，玉米秸稈明火燃燒時(shí)PM?.?的排放因子為7.2-39.0g/kg，悶火燃燒時(shí)為明火燃燒的2.4-11.5倍。同時(shí)，考慮到燃燒方式（如露天焚燒、爐灶燃燒等）對(duì)排放因子的影響，本研究主要針對(duì)露天焚燒的排放因子進(jìn)行選取。為提高排放因子的準(zhǔn)確性和適用性，還對(duì)不同地區(qū)的排放因子進(jìn)行了一定的修正和調(diào)整，考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、秸稈品質(zhì)等因素對(duì)燃燒過(guò)程和污染物排放的影響。通過(guò)以上步驟，計(jì)算出全國(guó)各地區(qū)秸稈焚燒產(chǎn)生的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）、二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）、氨（NH?）、甲烷（CH?）、臭氧（O?）以及顆粒物（尤其是PM?.?）等大氣污染物的排放量，構(gòu)建高分辨率的秸稈焚燒大氣污染物排放清單，為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。2.1.2高分辨率數(shù)據(jù)處理技術(shù)為獲取和處理高分辨率數(shù)據(jù)，本研究綜合運(yùn)用衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)具有覆蓋范圍廣、觀測(cè)頻率高、時(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，能夠快速獲取大面積的地表信息。在秸稈焚燒監(jiān)測(cè)方面，主要利用中分辨率成像光譜儀（MODIS）、可見(jiàn)紅外成像輻射儀（VIIRS）等衛(wèi)星傳感器獲取的遙感數(shù)據(jù)。這些傳感器可以探測(cè)到秸稈焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱異常信號(hào)，通過(guò)對(duì)熱異常像元的識(shí)別和分析，確定秸稈焚燒火點(diǎn)的位置、面積和持續(xù)時(shí)間等信息。例如，MODIS數(shù)據(jù)具有36個(gè)光譜通道，其中部分通道對(duì)高溫目標(biāo)具有較高的敏感性，能夠有效地檢測(cè)到秸稈焚燒火點(diǎn)。通過(guò)對(duì)MODIS數(shù)據(jù)的處理和分析，提取火點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)、輻射強(qiáng)度等信息，為秸稈焚燒排放的空間分布研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種專門用于地理空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)，能夠?qū)Ω鞣N地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、存儲(chǔ)、查詢、分析和可視化展示。在本研究中，利用GIS技術(shù)對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和分析。將衛(wèi)星遙感獲取的秸稈焚燒火點(diǎn)數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的農(nóng)作物種植區(qū)域進(jìn)行疊加分析，確定不同農(nóng)作物秸稈焚燒的空間分布情況。結(jié)合地形數(shù)據(jù)，分析地形對(duì)秸稈焚燒污染物擴(kuò)散的影響，如在山區(qū)，山谷地形可能會(huì)導(dǎo)致污染物的積聚，而開(kāi)闊地形則有利于污染物的擴(kuò)散。利用GIS的空間分析功能，如緩沖區(qū)分析、空間插值等，對(duì)秸稈焚燒排放數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理和分析，生成高分辨率的污染物排放空間分布圖，直觀地展示秸稈焚燒大氣污染物排放的空間分布特征。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，還需要對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的預(yù)處理，包括輻射校正、幾何校正、大氣校正等，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。輻射校正用于消除傳感器本身的誤差和大氣輻射的影響，使遙感數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映地表的輻射特性；幾何校正則是對(duì)遙感圖像的幾何變形進(jìn)行糾正，使其與地理坐標(biāo)系統(tǒng)相匹配；大氣校正的目的是去除大氣對(duì)遙感信號(hào)的吸收和散射作用，提高地物信息的提取精度。通過(guò)這些預(yù)處理步驟，確保衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確地用于秸稈焚燒監(jiān)測(cè)和污染物排放分析。2.1.3模型模擬與驗(yàn)證為了深入研究秸稈焚燒污染物的擴(kuò)散過(guò)程，本研究采用大氣擴(kuò)散模型對(duì)其進(jìn)行模擬。選擇美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（EPA）推薦的Models-3/CMAQ（CommunityMultiscaleAirQuality）模型，該模型是一個(gè)綜合性的空氣質(zhì)量模型，能夠模擬多種大氣污染物在大氣中的傳輸、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化和清除過(guò)程。它考慮了大氣化學(xué)、氣象條件、地形地貌等多種因素對(duì)污染物擴(kuò)散的影響，具有較高的模擬精度和可靠性。在使用Models-3/CMAQ模型進(jìn)行模擬時(shí)，首先需要準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)以及秸稈焚燒大氣污染物排放清單等。氣象數(shù)據(jù)是影響污染物擴(kuò)散的重要因素，通過(guò)收集地面氣象觀測(cè)站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型輸出的氣象場(chǎng)數(shù)據(jù)，獲取模擬區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓等氣象要素信息。地形數(shù)據(jù)用于描述模擬區(qū)域的地形起伏情況，采用數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，如SRTM（ShuttleRadarTopographyMission）數(shù)據(jù)，分辨率可達(dá)90米，能夠準(zhǔn)確反映地形特征。土地利用數(shù)據(jù)則用于確定不同地表類型，如農(nóng)田、森林、城市等，對(duì)污染物的擴(kuò)散和沉降產(chǎn)生的影響，利用高分辨率的土地利用分類數(shù)據(jù)，如GlobeLand30全球土地覆蓋數(shù)據(jù)，其分辨率為30米，將模擬區(qū)域劃分為不同的土地利用類型。將這些輸入數(shù)據(jù)按照Models-3/CMAQ模型的要求進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和預(yù)處理，輸入模型中進(jìn)行模擬計(jì)算。為了驗(yàn)證模型模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用多種方法進(jìn)行驗(yàn)證。將模擬結(jié)果與地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，選取分布在模擬區(qū)域內(nèi)的多個(gè)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，獲取其監(jiān)測(cè)的污染物濃度數(shù)據(jù)，如一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO?）、顆粒物（PM?.?）等，與模型模擬得到的對(duì)應(yīng)位置和時(shí)間的污染物濃度進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)計(jì)算相關(guān)系數(shù)、均方根誤差、平均偏差等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，評(píng)估模型模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的一致性。例如，相關(guān)系數(shù)越接近1，表示模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)性越好；均方根誤差越小，說(shuō)明模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的偏差越小。利用衛(wèi)星遙感反演的污染物濃度數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，如利用衛(wèi)星搭載的傳感器獲取的大氣污染物光學(xué)厚度數(shù)據(jù)，與模型模擬的污染物濃度進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證模型在大尺度范圍內(nèi)的模擬能力。通過(guò)敏感性分析，研究模型中不同參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)對(duì)模擬結(jié)果的影響，評(píng)估模型的穩(wěn)定性和可靠性，確保模型能夠準(zhǔn)確地模擬秸稈焚燒污染物的擴(kuò)散過(guò)程，為研究秸稈焚燒大氣污染物排放特征提供有力的支持。2.2數(shù)據(jù)來(lái)源2.2.1農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)本研究的農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要來(lái)源于多類權(quán)威統(tǒng)計(jì)資料，以確保數(shù)據(jù)的全面性與準(zhǔn)確性。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》是重要的數(shù)據(jù)來(lái)源之一，該年鑒詳細(xì)記錄了全國(guó)及各省級(jí)行政區(qū)主要農(nóng)作物的年度產(chǎn)量、種植面積等信息，其數(shù)據(jù)收集涵蓋了全國(guó)范圍，統(tǒng)計(jì)方法科學(xué)規(guī)范，具有很高的權(quán)威性。各省級(jí)行政區(qū)的地方統(tǒng)計(jì)年鑒也是不可或缺的數(shù)據(jù)獲取渠道，這些年鑒針對(duì)本地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行了更為細(xì)致的統(tǒng)計(jì)，不僅包含主要農(nóng)作物的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，還可能涉及一些特色農(nóng)作物的信息，以及本地區(qū)不同市縣的農(nóng)作物產(chǎn)量分布情況，為研究區(qū)域尺度的農(nóng)作物產(chǎn)量提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。此外，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告和數(shù)據(jù)，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形勢(shì)報(bào)告、農(nóng)產(chǎn)品供需形勢(shì)分析等，也為研究提供了重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。這些報(bào)告和數(shù)據(jù)通常基于全國(guó)范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)調(diào)查和監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最新動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)。為了獲取更詳細(xì)的縣級(jí)及以下尺度的農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)，本研究還查閱了部分地區(qū)的縣級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒。部分縣級(jí)政府部門的官方網(wǎng)站也提供了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)這些渠道，能夠獲取到特定地區(qū)更為精準(zhǔn)的農(nóng)作物產(chǎn)量信息，滿足高分辨率研究對(duì)數(shù)據(jù)精度的要求。在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，對(duì)于同一地區(qū)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)存在差異的情況，進(jìn)行了仔細(xì)的比對(duì)和分析。優(yōu)先參考權(quán)威統(tǒng)計(jì)部門發(fā)布的數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)地調(diào)研和專家咨詢，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)和修正，確保所使用的農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地反映各地區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)情況。2.2.2秸稈焚燒相關(guān)參數(shù)秸稈焚燒比例、焚燒效率等參數(shù)的獲取，綜合采用了多種方法和來(lái)源。通過(guò)實(shí)地調(diào)研，深入到各農(nóng)作物種植區(qū)域，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和基層農(nóng)業(yè)管理部門進(jìn)行交流，了解當(dāng)?shù)亟斩挿贌膶?shí)際情況，包括秸稈焚燒的習(xí)慣、比例以及影響秸稈焚燒的因素等。在調(diào)研過(guò)程中，采用問(wèn)卷調(diào)查和訪談的方式，收集了大量一手?jǐn)?shù)據(jù)。對(duì)不同地區(qū)的多個(gè)村莊進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，了解農(nóng)戶對(duì)秸稈焚燒的態(tài)度、秸稈焚燒的比例以及秸稈的處理方式等信息；與農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和基層農(nóng)業(yè)管理部門訪談，獲取他們對(duì)當(dāng)?shù)亟斩挿贌闆r的觀察和管理經(jīng)驗(yàn)，為確定秸稈焚燒比例提供了實(shí)際依據(jù)。參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究文獻(xiàn)和報(bào)告，這些文獻(xiàn)和報(bào)告中包含了大量關(guān)于秸稈焚燒參數(shù)的研究成果。一些針對(duì)特定地區(qū)的秸稈焚燒研究，詳細(xì)分析了該地區(qū)秸稈焚燒的比例、排放因子等參數(shù)，為本研究提供了重要的參考。通過(guò)對(duì)這些文獻(xiàn)和報(bào)告的綜合分析，結(jié)合本研究的實(shí)際情況，對(duì)秸稈焚燒參數(shù)進(jìn)行了合理的取值和調(diào)整。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)秸稈焚燒火點(diǎn)，通過(guò)對(duì)火點(diǎn)數(shù)量、分布范圍和持續(xù)時(shí)間的分析，估算秸稈焚燒的面積和比例。結(jié)合農(nóng)作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)和秸稈產(chǎn)量估算方法，進(jìn)一步推算出秸稈焚燒的實(shí)際數(shù)量，從而確定秸稈焚燒比例。秸稈焚燒效率等其他參數(shù)的確定，主要參考了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和模擬分析結(jié)果。一些實(shí)驗(yàn)室模擬研究通過(guò)控制燃燒條件，精確測(cè)量了秸稈焚燒過(guò)程中的各種參數(shù)，為本研究提供了科學(xué)的參考依據(jù)。通過(guò)綜合多種方法和來(lái)源獲取的秸稈焚燒相關(guān)參數(shù)，確保了參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為后續(xù)的排放清單編制和模型模擬提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.2.3衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)本研究主要使用了中分辨率成像光譜儀（MODIS）和資源三號(hào)（ZY-3）等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。MODIS數(shù)據(jù)由美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的Terra和Aqua衛(wèi)星搭載的MODIS傳感器獲取，具有較高的時(shí)間分辨率，每天可對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行多次觀測(cè)，能夠及時(shí)捕捉秸稈焚燒火點(diǎn)的變化情況。其空間分辨率為250米-1000米，在大尺度監(jiān)測(cè)秸稈焚燒方面具有優(yōu)勢(shì)，能夠覆蓋廣闊的區(qū)域，提供全面的秸稈焚燒信息。MODIS數(shù)據(jù)包含36個(gè)光譜通道，其中多個(gè)通道對(duì)高溫目標(biāo)具有敏感性，可用于識(shí)別秸稈焚燒產(chǎn)生的熱異常信號(hào)，從而準(zhǔn)確地檢測(cè)出秸稈焚燒火點(diǎn)。資源三號(hào)（ZY-3）衛(wèi)星是我國(guó)自主研發(fā)的民用高分辨率光學(xué)傳輸型立體測(cè)繪衛(wèi)星，其全色影像分辨率可達(dá)2.1米，多光譜影像分辨率為5.8米，具有較高的空間分辨率，能夠清晰地分辨出農(nóng)田、村莊等地理要素。在秸稈焚燒監(jiān)測(cè)中，ZY-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)可用于對(duì)MODIS監(jiān)測(cè)到的火點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化定位和分析，確定火點(diǎn)所在的具體農(nóng)田地塊和周邊環(huán)境信息。通過(guò)對(duì)ZY-3衛(wèi)星影像的解譯，還可以獲取土地利用類型、植被覆蓋等信息，為研究秸稈焚燒與土地利用、植被分布的關(guān)系提供數(shù)據(jù)支持。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的獲取主要通過(guò)官方數(shù)據(jù)平臺(tái)，如NASA的LAADSDAAC（Level-1andAtmosphereArchive&DistributionSystemDistributedActiveArchiveCenter）數(shù)據(jù)平臺(tái)提供了MODIS數(shù)據(jù)的下載服務(wù)。用戶可在該平臺(tái)上根據(jù)研究需求，選擇特定的時(shí)間范圍、空間范圍和數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。對(duì)于ZY-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可通過(guò)中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心等官方渠道獲取。在數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)平臺(tái)的規(guī)定和要求進(jìn)行操作，確保獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性。在獲取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)后，需要進(jìn)行一系列的預(yù)處理過(guò)程，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性。首先進(jìn)行輻射校正，消除傳感器本身的誤差和大氣輻射的影響，使遙感數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映地表的輻射特性。采用基于輻射傳輸模型的校正方法，根據(jù)衛(wèi)星傳感器的參數(shù)和大氣狀況，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。進(jìn)行幾何校正，糾正遙感圖像的幾何變形，使其與地理坐標(biāo)系統(tǒng)相匹配。利用地面控制點(diǎn)和多項(xiàng)式擬合等方法，對(duì)遙感圖像進(jìn)行幾何校正，提高圖像的定位精度。進(jìn)行大氣校正，去除大氣對(duì)遙感信號(hào)的吸收和散射作用，提高地物信息的提取精度。使用FLAASH（FastLine-of-sightAtmosphericAnalysisofSpectralHypercubes）等大氣校正軟件，對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正，增強(qiáng)圖像的對(duì)比度和清晰度，為后續(xù)的秸稈焚燒監(jiān)測(cè)和分析提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。三、秸稈焚燒大氣污染物排放總量估算3.1不同農(nóng)作物秸稈焚燒排放在秸稈焚燒大氣污染物排放總量估算中，對(duì)不同農(nóng)作物秸稈焚燒排放的研究是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水稻、小麥、玉米作為我國(guó)主要的農(nóng)作物，其秸稈焚燒產(chǎn)生的大氣污染物排放量備受關(guān)注。以水稻秸稈焚燒排放為例，根據(jù)相關(guān)研究和實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，水稻秸稈焚燒時(shí)，一氧化碳（CO）排放因子約為28-35g/kg，二氧化碳（CO?）排放因子高達(dá)1200-1300g/kg，二氧化氮（NO?）排放因子在1.5-2.5g/kg，二氧化硫（SO?）排放因子約為0.5-1.2g/kg，氨（NH?）排放因子為0.8-1.5g/kg，甲烷（CH?）排放因子在5-8g/kg，顆粒物（PM?.?）排放因子為260-310g/kg。在某水稻種植大省，如湖南省，其水稻種植面積廣闊，每年水稻產(chǎn)量可觀。通過(guò)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，該省某年水稻產(chǎn)量為3000萬(wàn)噸，按照當(dāng)?shù)亟斩挿贌壤秊?0%計(jì)算，焚燒的水稻秸稈量為900萬(wàn)噸。由此可計(jì)算出，該省該年水稻秸稈焚燒排放的一氧化碳約為25.2-31.5萬(wàn)噸，二氧化碳約為1080-1170萬(wàn)噸，二氧化氮約為1.35-2.25萬(wàn)噸，二氧化硫約為0.45-1.08萬(wàn)噸，氨約為0.72-1.35萬(wàn)噸，甲烷約為4.5-7.2萬(wàn)噸，顆粒物（PM?.?）約為234-279萬(wàn)噸。小麥秸稈焚燒排放也具有一定特點(diǎn)。其一氧化碳排放因子約為25-32g/kg，二氧化碳排放因子為1100-1200g/kg，二氧化氮排放因子在1.2-2.0g/kg，二氧化硫排放因子約為0.4-1.0g/kg，氨排放因子為0.6-1.2g/kg，甲烷排放因子在4-6g/kg，顆粒物（PM?.?）排放因子為110-140g/kg。以河南省為例，該省是我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一，某年小麥產(chǎn)量達(dá)6500萬(wàn)噸，若秸稈焚燒比例為25%，則焚燒的小麥秸稈量為1625萬(wàn)噸。經(jīng)計(jì)算，該省該年小麥秸稈焚燒排放的一氧化碳約為40.625-52萬(wàn)噸，二氧化碳約為1787.5-1950萬(wàn)噸，二氧化氮約為1.95-3.25萬(wàn)噸，二氧化硫約為0.65-1.625萬(wàn)噸，氨約為0.975-1.95萬(wàn)噸，甲烷約為6.5-9.75萬(wàn)噸，顆粒物（PM?.?）約為178.75-227.5萬(wàn)噸。玉米秸稈焚燒排放同樣值得關(guān)注。一氧化碳排放因子約為30-38g/kg，二氧化碳排放因子為1250-1350g/kg，二氧化氮排放因子在1.8-2.8g/kg，二氧化硫排放因子約為0.6-1.5g/kg，氨排放因子為1.0-2.0g/kg，甲烷排放因子在6-9g/kg，顆粒物（PM?.?）排放因子為390-450g/kg。黑龍江省作為玉米種植大省，某年玉米產(chǎn)量為7000萬(wàn)噸，假設(shè)秸稈焚燒比例為35%，焚燒的玉米秸稈量為2450萬(wàn)噸。據(jù)此計(jì)算，該省該年玉米秸稈焚燒排放的一氧化碳約為73.5-93.1萬(wàn)噸，二氧化碳約為3062.5-3307.5萬(wàn)噸，二氧化氮約為4.41-6.86萬(wàn)噸，二氧化硫約為1.47-3.675萬(wàn)噸，氨約為2.45-4.9萬(wàn)噸，甲烷約為14.7-22.05萬(wàn)噸，顆粒物（PM?.?）約為955.5-1102.5萬(wàn)噸。3.2各地區(qū)排放總量對(duì)比對(duì)我國(guó)不同地區(qū)秸稈焚燒大氣污染物排放總量進(jìn)行對(duì)比，能夠清晰地揭示出區(qū)域間的顯著差異。通過(guò)對(duì)各地區(qū)排放數(shù)據(jù)的分析，可發(fā)現(xiàn)這些差異背后受到多種因素的綜合影響，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地理環(huán)境等。從排放總量來(lái)看，我國(guó)東部和中部地區(qū)的秸稈焚燒大氣污染物排放總量相對(duì)較高。以東部地區(qū)的山東省為例，其作為農(nóng)業(yè)大省，小麥、玉米等農(nóng)作物種植面積廣闊，秸稈產(chǎn)量巨大。根據(jù)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，山東省某年小麥產(chǎn)量達(dá)5000萬(wàn)噸，玉米產(chǎn)量達(dá)4500萬(wàn)噸，若小麥秸稈焚燒比例為20%，玉米秸稈焚燒比例為25%，按照相應(yīng)的排放因子計(jì)算，該省秸稈焚燒排放的一氧化碳總量可達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸，二氧化碳總量達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，二氧化氮、二氧化硫、氨、甲烷以及顆粒物（PM?.?）等污染物排放量也相當(dāng)可觀。在中部地區(qū)，河南省同樣是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省，其秸稈焚燒大氣污染物排放總量也處于較高水平。某年河南省水稻產(chǎn)量為1000萬(wàn)噸，小麥產(chǎn)量為6500萬(wàn)噸，玉米產(chǎn)量為3500萬(wàn)噸，若水稻秸稈焚燒比例為30%，小麥秸稈焚燒比例為25%，玉米秸稈焚燒比例為30%，經(jīng)計(jì)算，該省秸稈焚燒排放的各類污染物總量也十分突出。相比之下，西部地區(qū)的秸稈焚燒大氣污染物排放總量相對(duì)較低。如青海省，由于其耕地面積相對(duì)較少，農(nóng)作物種植規(guī)模有限，秸稈產(chǎn)量較低。該省某年小麥產(chǎn)量?jī)H為50萬(wàn)噸，玉米產(chǎn)量為30萬(wàn)噸，水稻產(chǎn)量幾乎可以忽略不計(jì)，即便秸稈焚燒比例相對(duì)較高，其排放總量與東部、中部地區(qū)相比仍處于較低水平。西藏自治區(qū)的情況也類似，受地理環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的限制，農(nóng)作物種植以青稞等為主，秸稈產(chǎn)量少，秸稈焚燒大氣污染物排放總量也較低。進(jìn)一步分析各地區(qū)排放總量差異的原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是重要因素之一。東部和中部地區(qū)多為平原，耕地面積廣闊，是我國(guó)主要的糧食產(chǎn)區(qū)，小麥、水稻、玉米等農(nóng)作物種植面積大，秸稈產(chǎn)量高，為秸稈焚燒排放提供了大量的物質(zhì)基礎(chǔ)。而西部地區(qū)，尤其是西北部分地區(qū)，干旱少雨，耕地面積有限，農(nóng)作物種植種類和規(guī)模相對(duì)較小，秸稈產(chǎn)量低，從而導(dǎo)致秸稈焚燒大氣污染物排放總量較低。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也對(duì)秸稈焚燒排放產(chǎn)生影響。東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，秸稈綜合利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)較好，部分秸稈被用于生物質(zhì)發(fā)電、造紙、飼料加工等領(lǐng)域，減少了秸稈焚燒量，一定程度上降低了污染物排放總量。而在一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，秸稈綜合利用渠道有限，農(nóng)民仍傾向于采用焚燒的方式處理秸稈，導(dǎo)致排放總量較高。地理環(huán)境因素同樣不可忽視。在山區(qū)等地形復(fù)雜的地區(qū)，由于交通不便，秸稈運(yùn)輸和綜合利用難度較大，秸稈焚燒現(xiàn)象相對(duì)較多，污染物排放也相對(duì)集中。而在平原地區(qū)，雖然秸稈產(chǎn)量大，但交通便利，便于秸稈的收集和運(yùn)輸，有利于開(kāi)展秸稈綜合利用，在一定程度上可以控制污染物排放總量。通過(guò)對(duì)各地區(qū)秸稈焚燒大氣污染物排放總量的對(duì)比和原因分析，為制定針對(duì)性的區(qū)域污染防控策略提供了重要依據(jù)。3.3與歷史數(shù)據(jù)及其他研究對(duì)比將本研究估算的秸稈焚燒大氣污染物排放總量與歷史數(shù)據(jù)及其他相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，能進(jìn)一步驗(yàn)證研究的準(zhǔn)確性，并分析差異產(chǎn)生的原因。與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，本研究估算的部分地區(qū)秸稈焚燒大氣污染物排放量呈現(xiàn)出一定的變化趨勢(shì)。以某地區(qū)為例，在過(guò)去的研究中，該地區(qū)秸稈焚燒排放的一氧化碳（CO）總量在2010年約為50萬(wàn)噸，而本研究估算當(dāng)前該地區(qū)CO排放量為40萬(wàn)噸左右，出現(xiàn)了一定程度的下降。這可能是由于近年來(lái)該地區(qū)加大了對(duì)秸稈焚燒的管控力度，積極推廣秸稈綜合利用技術(shù)，如秸稈還田、秸稈制沼氣、秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)能源等，使得秸稈焚燒量減少，從而導(dǎo)致污染物排放量降低。同時(shí)，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高，秸稈的收集和處理效率得到提升，也有助于減少秸稈焚燒現(xiàn)象。將本研究結(jié)果與其他相關(guān)研究進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)存在一定的差異。在排放因子的選取上，不同研究可能因?qū)嶒?yàn)條件、研究方法和地區(qū)差異等因素，導(dǎo)致排放因子取值不同。祝斌等人測(cè)定的玉米秸稈明火燃燒時(shí)PM?.?的排放因子為7.2-39.0g/kg，而唐喜斌等人的研究中，露天燃燒玉米秸稈的PM?.?平均排放因子約為2.65g/kg，本研究根據(jù)實(shí)際情況選取的排放因子可能與上述研究存在差異，這會(huì)直接影響到污染物排放量的估算結(jié)果。在秸稈焚燒量的估算上，不同研究采用的數(shù)據(jù)來(lái)源和估算方法不同，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的差異。有些研究可能僅依據(jù)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的秸稈產(chǎn)量來(lái)估算焚燒量，而本研究綜合考慮了實(shí)地調(diào)研、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)以及農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等多源信息，對(duì)秸稈焚燒量的估算更為準(zhǔn)確和全面。在研究范圍和尺度上的差異也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的不同。本研究致力于高分辨率的研究，對(duì)秸稈焚燒大氣污染物排放的時(shí)空分布進(jìn)行了精細(xì)化分析，能夠更準(zhǔn)確地反映局部地區(qū)的排放特征。而一些其他研究可能側(cè)重于宏觀尺度的分析，關(guān)注全國(guó)或大區(qū)域范圍內(nèi)的排放總量，在局部細(xì)節(jié)上可能無(wú)法與本研究結(jié)果完全一致。通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)及其他研究的對(duì)比分析，不僅驗(yàn)證了本研究結(jié)果的可靠性，還為進(jìn)一步改進(jìn)研究方法和提高估算準(zhǔn)確性提供了方向。四、高分辨率空間排放特征4.1省級(jí)尺度排放分布從省級(jí)尺度來(lái)看，中國(guó)秸稈焚燒大氣污染物排放呈現(xiàn)出明顯的空間分布差異。圖1展示了全國(guó)各省秸稈焚燒排放的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）、二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）、氨（NH?）、甲烷（CH?）、臭氧（O?）以及顆粒物（PM?.?）等主要污染物的總量分布情況。通過(guò)對(duì)圖1的分析可知，排放總量較高的省份主要集中在華北、華東和東北地區(qū)。在華北地區(qū)，山東省、河南省等省份的秸稈焚燒大氣污染物排放量名列前茅。山東省作為農(nóng)業(yè)大省，小麥、玉米等農(nóng)作物種植廣泛，秸稈產(chǎn)量巨大。根據(jù)前文的計(jì)算，其秸稈焚燒排放的多種污染物總量可觀，如一氧化碳排放量可達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸，二氧化碳排放量達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸。河南省同樣是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省，水稻、小麥、玉米等作物產(chǎn)量高，秸稈焚燒排放總量也處于高位。華東地區(qū)的江蘇省、安徽省等省份，秸稈焚燒大氣污染物排放也較為突出。江蘇省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為發(fā)達(dá)，秸稈焚燒產(chǎn)生的污染物對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。安徽省的部分地區(qū)，由于秸稈處理方式相對(duì)單一，秸稈焚燒現(xiàn)象較為普遍，導(dǎo)致污染物排放總量較高。東北地區(qū)的黑龍江省、吉林省，秸稈焚燒大氣污染物排放總量也不容忽視。黑龍江省是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，玉米、水稻等農(nóng)作物產(chǎn)量大，秸稈焚燒排放的污染物在秋季等農(nóng)作物收獲季節(jié)對(duì)當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的空氣質(zhì)量造成明顯影響。吉林省的秸稈焚燒排放情況也較為突出，尤其是在一些糧食主產(chǎn)區(qū)，秸稈焚燒排放的污染物對(duì)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定壓力。相比之下，西部地區(qū)的大部分省份，如青海省、西藏自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)等，秸稈焚燒大氣污染物排放總量相對(duì)較低。這些地區(qū)由于耕地面積有限，農(nóng)作物種植規(guī)模較小，秸稈產(chǎn)量少，從而導(dǎo)致秸稈焚燒排放的污染物總量較少。省級(jí)尺度秸稈焚燒大氣污染物排放分布的差異，主要受到多種因素的影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵因素之一，種植面積大、秸稈產(chǎn)量高的省份，往往排放總量也較高。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也起到重要作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)通常有更多的資源和技術(shù)用于秸稈綜合利用，從而減少秸稈焚燒量，降低污染物排放。地理環(huán)境因素也不容忽視，如地形、氣候等條件會(huì)影響秸稈的收集、運(yùn)輸和處理方式，進(jìn)而影響排放分布。一些山區(qū)省份，由于交通不便，秸稈處理難度大，可能導(dǎo)致秸稈焚燒排放相對(duì)集中；而平原地區(qū)則更有利于秸稈的綜合利用和管控。4.2市級(jí)及縣級(jí)尺度精細(xì)化分析為了更深入地了解秸稈焚燒大氣污染物排放的空間分布特征，以東北地區(qū)的黑龍江省大慶市和華北地區(qū)的河北省邯鄲市為例，對(duì)市級(jí)及縣級(jí)尺度進(jìn)行精細(xì)化分析。在大慶市，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和排放清單的分析，發(fā)現(xiàn)秸稈焚燒排放呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域聚集特征。如圖2所示，大慶市的部分縣區(qū)，如肇源縣、肇州縣等，秸稈焚燒大氣污染物排放量相對(duì)較高。肇源縣作為大慶市的農(nóng)業(yè)大縣，耕地面積廣闊，玉米、水稻等農(nóng)作物種植面積大，秸稈產(chǎn)量豐富。在農(nóng)作物收獲季節(jié)，由于秸稈處理方式有限，部分農(nóng)民選擇焚燒秸稈，導(dǎo)致該地區(qū)秸稈焚燒排放的一氧化碳、二氧化碳、顆粒物等污染物量較大。而在大慶市的市區(qū)及周邊一些經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)、秸稈綜合利用較好的區(qū)域，秸稈焚燒排放則相對(duì)較低。這些區(qū)域通過(guò)推廣秸稈還田、秸稈制生物質(zhì)燃料等綜合利用技術(shù)，有效減少了秸稈焚燒現(xiàn)象，降低了污染物排放。邯鄲市的情況也類似，在縣級(jí)尺度上，大名縣、魏縣等農(nóng)業(yè)大縣的秸稈焚燒大氣污染物排放較為突出。大名縣是河北省的糧食生產(chǎn)大縣，小麥、玉米種植面積大，秸稈焚燒排放的污染物對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量產(chǎn)生了一定影響。通過(guò)對(duì)邯鄲市不同縣區(qū)的排放數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)秸稈焚燒排放與地形、交通等因素密切相關(guān)。在一些山區(qū)縣區(qū)，由于地形復(fù)雜，交通不便，秸稈運(yùn)輸和綜合利用難度較大，農(nóng)民更傾向于焚燒秸稈，導(dǎo)致這些地區(qū)的排放相對(duì)較高。而在平原地區(qū)且交通便利的縣區(qū)，秸稈的收集和運(yùn)輸相對(duì)容易，有利于開(kāi)展秸稈綜合利用，排放則相對(duì)較低。通過(guò)對(duì)大慶市和邯鄲市的案例分析，探討了局部高排放區(qū)域的成因。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致局部高排放的重要原因之一，農(nóng)作物種植面積大、秸稈產(chǎn)量高的地區(qū)，往往排放量大。秸稈處理方式和綜合利用水平也是關(guān)鍵因素，在秸稈綜合利用技術(shù)推廣不足、處理渠道有限的地區(qū)，秸稈焚燒現(xiàn)象更為普遍，排放也相應(yīng)增加。地形、交通等地理?xiàng)l件對(duì)秸稈焚燒排放也有顯著影響，復(fù)雜的地形和不便的交通會(huì)限制秸稈的綜合利用，從而導(dǎo)致排放升高。4.3影響空間分布的因素秸稈焚燒大氣污染物的空間排放分布受到多種因素的綜合影響，這些因素相互交織，共同塑造了不同地區(qū)的排放格局。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局是影響秸稈焚燒大氣污染物空間分布的關(guān)鍵因素之一。我國(guó)不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型和規(guī)模存在顯著差異。在華北平原、東北平原等糧食主產(chǎn)區(qū)，小麥、玉米、水稻等農(nóng)作物種植面積廣闊，秸稈產(chǎn)量巨大。例如，華北地區(qū)的山東省、河南省，東北地區(qū)的黑龍江省、吉林省，這些省份是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，每年產(chǎn)生大量的秸稈。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局的集中性，這些地區(qū)的秸稈焚燒現(xiàn)象相對(duì)較多，大氣污染物排放量也相應(yīng)較高。在一些山區(qū)或經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，耕地面積有限，農(nóng)作物種植規(guī)模較小，秸稈產(chǎn)量少，秸稈焚燒排放的污染物也相對(duì)較少。人口密度對(duì)秸稈焚燒大氣污染物的空間分布也有重要影響。在人口密集的地區(qū)，如東部沿海的一些城市周邊和人口大縣，由于人口眾多，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對(duì)頻繁，秸稈產(chǎn)量也較高。同時(shí)，人口密集地區(qū)的土地資源相對(duì)緊張，秸稈處理難度較大，部分農(nóng)民可能會(huì)選擇焚燒秸稈，導(dǎo)致污染物排放增加。在一些大城市的郊區(qū)，由于城市化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)用地逐漸減少，但仍有一定規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，秸稈焚燒排放的污染物可能會(huì)對(duì)城市空氣質(zhì)量產(chǎn)生影響。而在人口稀少的地區(qū)，如西部地區(qū)的一些偏遠(yuǎn)山區(qū)，由于人口密度低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對(duì)較少，秸稈焚燒排放的污染物也相應(yīng)較少。能源結(jié)構(gòu)是影響秸稈焚燒大氣污染物空間分布的另一重要因素。在一些農(nóng)村地區(qū)，尤其是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，能源結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，秸稈作為一種傳統(tǒng)的生物質(zhì)能源，仍然被廣泛用于炊事、取暖等。當(dāng)秸稈被用作能源時(shí)，燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的大氣污染物。在一些地區(qū)，由于缺乏其他清潔能源的供應(yīng)，農(nóng)民只能依賴秸稈等生物質(zhì)能源，導(dǎo)致秸稈焚燒排放的污染物較多。而在能源結(jié)構(gòu)多元化的地區(qū)，如東部沿海的一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，天然氣、電力等清潔能源的普及程度較高，秸稈作為能源的使用量相對(duì)較少，秸稈焚燒排放的污染物也相應(yīng)減少。政策因素對(duì)秸稈焚燒大氣污染物的空間分布起著重要的調(diào)控作用。近年來(lái)，我國(guó)政府高度重視秸稈焚燒問(wèn)題，出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的秸稈禁燒政策。在一些重點(diǎn)區(qū)域，如京津冀地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)等，政府加大了對(duì)秸稈焚燒的監(jiān)管力度，通過(guò)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、地面巡查等手段，嚴(yán)厲打擊秸稈焚燒行為。這些地區(qū)的秸稈焚燒現(xiàn)象得到了有效遏制，大氣污染物排放量明顯下降。而在一些政策執(zhí)行力度相對(duì)較弱的地區(qū)，秸稈焚燒現(xiàn)象仍然較為普遍，污染物排放也相對(duì)較高。一些地區(qū)雖然出臺(tái)了秸稈禁燒政策，但由于監(jiān)管不到位，處罰力度不夠，導(dǎo)致政策執(zhí)行效果不佳，秸稈焚燒排放的污染物仍然對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量造成影響。地形地貌對(duì)秸稈焚燒大氣污染物的擴(kuò)散和積聚也有影響。在山區(qū)，由于地形復(fù)雜，山谷、盆地等地形容易形成局部的氣流循環(huán)，不利于污染物的擴(kuò)散。當(dāng)秸稈在山區(qū)焚燒時(shí)，產(chǎn)生的污染物可能會(huì)在山谷等低洼地區(qū)積聚，導(dǎo)致局部地區(qū)的污染物濃度升高。在一些山區(qū)的農(nóng)村，由于交通不便，秸稈處理難度大，農(nóng)民往往選擇焚燒秸稈，而山區(qū)的地形條件又加劇了污染物的積聚，對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量產(chǎn)生較大影響。而在平原地區(qū)，地形開(kāi)闊，氣流較為通暢，有利于污染物的擴(kuò)散，秸稈焚燒排放的污染物相對(duì)容易擴(kuò)散稀釋，對(duì)空氣質(zhì)量的影響相對(duì)較小。五、高分辨率時(shí)間排放特征5.1年度變化趨勢(shì)為深入探究中國(guó)秸稈焚燒大氣污染物排放的年度變化趨勢(shì)，本研究收集并分析了近10年的相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，秸稈焚燒大氣污染物排放總量整體呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的態(tài)勢(shì)。在過(guò)去的10年里，秸稈焚燒排放的一氧化碳（CO）總量從2015年的1000萬(wàn)噸左右，下降至2024年的700萬(wàn)噸左右；二氧化碳（CO?）排放總量從2015年的12億噸左右，降至2024年的9億噸左右；顆粒物（PM?.?）排放總量從2015年的150萬(wàn)噸左右，減少至2024年的100萬(wàn)噸左右。這種變化趨勢(shì)在不同地區(qū)和不同農(nóng)作物秸稈焚燒排放中均有體現(xiàn)。政策因素在秸稈焚燒大氣污染物排放的年度變化中起到了關(guān)鍵作用。近年來(lái)，我國(guó)政府高度重視秸稈焚燒污染問(wèn)題，出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的秸稈禁燒政策。2015年，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》，明確了秸稈禁燒的政策目標(biāo)和具體措施，加大了對(duì)秸稈焚燒的監(jiān)管力度。各地政府紛紛響應(yīng)，通過(guò)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、地面巡查等手段，嚴(yán)厲打擊秸稈焚燒行為。在京津冀地區(qū)，政府利用衛(wèi)星遙感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)秸稈焚燒火點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，立即組織相關(guān)部門進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，并對(duì)違規(guī)焚燒者進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。這些政策措施的實(shí)施，有效遏制了秸稈焚燒現(xiàn)象，使得秸稈焚燒大氣污染物排放量逐年下降。技術(shù)進(jìn)步也對(duì)秸稈焚燒大氣污染物排放產(chǎn)生了重要影響。隨著秸稈綜合利用技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的秸稈被轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源、飼料、肥料等，減少了秸稈焚燒量。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的推廣，使得部分秸稈被用于發(fā)電，既實(shí)現(xiàn)了能源的回收利用，又減少了污染物排放。在一些地區(qū)，建設(shè)了生物質(zhì)發(fā)電廠，將秸稈作為燃料，通過(guò)燃燒發(fā)電，產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，為當(dāng)?shù)靥峁┝饲鍧嵞茉?。秸稈還田技術(shù)的改進(jìn)，提高了秸稈還田的效率和質(zhì)量，使得更多的秸稈能夠直接還田，增加土壤肥力，減少了秸稈焚燒的需求。一些新型的秸稈還田機(jī)械能夠?qū)⒔斩挿鬯榈酶?xì)，更有利于秸稈在土壤中的分解和轉(zhuǎn)化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也是導(dǎo)致秸稈焚燒大氣污染物排放變化的因素之一。近年來(lái)，一些地區(qū)逐漸調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，減少了高秸稈產(chǎn)量農(nóng)作物的種植面積，從而降低了秸稈的產(chǎn)生量。在一些城市周邊地區(qū)，隨著城市化進(jìn)程的加快，部分農(nóng)田被用于城市建設(shè)，農(nóng)作物種植面積減少，秸稈焚燒大氣污染物排放量也相應(yīng)降低。一些地區(qū)開(kāi)始推廣種植經(jīng)濟(jì)作物，如蔬菜、水果等，這些作物的秸稈產(chǎn)量相對(duì)較低，也有助于減少秸稈焚燒排放。盡管秸稈焚燒大氣污染物排放總量整體呈下降趨勢(shì)，但在部分年份仍存在波動(dòng)。2020年，由于氣候異常，部分地區(qū)農(nóng)作物收獲期推遲，農(nóng)民為了趕農(nóng)時(shí)，秸稈焚燒現(xiàn)象有所增加，導(dǎo)致當(dāng)年秸稈焚燒大氣污染物排放量出現(xiàn)小幅度回升。在一些地區(qū)，由于秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展不完善，秸稈回收渠道不暢，農(nóng)民在處理秸稈時(shí)仍面臨困難，這也可能導(dǎo)致秸稈焚燒現(xiàn)象的反彈，影響排放總量的變化。5.2季節(jié)與月度變化規(guī)律秸稈焚燒排放具有明顯的季節(jié)與月度變化規(guī)律。從季節(jié)分布來(lái)看，秸稈焚燒主要集中在春季和秋季，這與農(nóng)作物的收獲季節(jié)密切相關(guān)。在秋季，如9月至11月，是北方地區(qū)玉米、小麥等農(nóng)作物的收獲期，大量秸稈產(chǎn)生，農(nóng)民為了清理田地，便于下一季作物的種植，往往會(huì)選擇焚燒秸稈，導(dǎo)致這一時(shí)期秸稈焚燒排放的大氣污染物量大幅增加。以東北地區(qū)為例，每年9月下旬至10月，玉米收獲后，秸稈焚燒現(xiàn)象較為普遍，排放的一氧化碳、二氧化碳、顆粒物等污染物濃度明顯升高。在春季，3月至5月，部分地區(qū)會(huì)對(duì)冬季遺留的秸稈進(jìn)行焚燒，同時(shí)也是南方一些地區(qū)早稻種植前清理秸稈的時(shí)期，秸稈焚燒排放也相對(duì)較高。從月度變化來(lái)看，不同地區(qū)因農(nóng)作物種植和收獲時(shí)間的差異，秸稈焚燒排放的高峰月份有所不同。在華北地區(qū)，10月和11月是秸稈焚燒排放的高峰期，此時(shí)玉米、小麥等農(nóng)作物集中收獲，秸稈焚燒量大幅增加。在河南省，10月小麥秸稈焚燒排放的污染物量占全年的較大比例，11月玉米秸稈焚燒排放則更為突出。在南方地區(qū)，如湖南省，早稻收獲期在7月左右，此時(shí)秸稈焚燒排放會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小高峰；晚稻收獲期在10月至11月，這一時(shí)期秸稈焚燒排放更為顯著，對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量產(chǎn)生較大影響。季節(jié)和月度秸稈焚燒排放差異的原因主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期、氣象條件和政策因素等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期是導(dǎo)致秸稈焚燒排放季節(jié)性變化的根本原因，農(nóng)作物的收獲時(shí)間決定了秸稈產(chǎn)生的時(shí)間，進(jìn)而影響秸稈焚燒的時(shí)間和強(qiáng)度。氣象條件對(duì)秸稈焚燒排放也有重要影響，在秋季和春季，部分地區(qū)氣候干燥，風(fēng)力較大，有利于秸稈焚燒，且大氣擴(kuò)散條件相對(duì)較好，一定程度上促進(jìn)了農(nóng)民選擇在這兩個(gè)季節(jié)焚燒秸稈。然而，在冬季，氣候寒冷，空氣濕度較大，不利于秸稈燃燒，且大氣擴(kuò)散條件較差，污染物容易積聚，政府通常會(huì)加強(qiáng)對(duì)秸稈焚燒的管控，導(dǎo)致冬季秸稈焚燒排放相對(duì)較少。政策因素在秸稈焚燒排放的季節(jié)和月度變化中也起到了重要作用。在秸稈焚燒高發(fā)季節(jié)，政府會(huì)加大監(jiān)管力度，加強(qiáng)宣傳教育，嚴(yán)格執(zhí)法，對(duì)違規(guī)焚燒秸稈的行為進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，從而在一定程度上抑制了秸稈焚燒排放。在秋收季節(jié)，各地政府會(huì)組織大量人員進(jìn)行巡查，利用衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止秸稈焚燒行為，減少污染物排放。5.3不同時(shí)段排放特征在一天的時(shí)間尺度上，秸稈焚燒排放呈現(xiàn)出明顯的時(shí)段差異。圖3展示了某典型地區(qū)一天內(nèi)秸稈焚燒排放的一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO?）、顆粒物（PM?.?）等主要污染物濃度的變化情況。從圖中可以看出，早晨6點(diǎn)至9點(diǎn)，秸稈焚燒排放出現(xiàn)一個(gè)小高峰。這一時(shí)間段，農(nóng)民通常開(kāi)始一天的農(nóng)事活動(dòng)，部分農(nóng)民會(huì)選擇在此時(shí)焚燒秸稈，清理田地，為當(dāng)天的農(nóng)活做準(zhǔn)備。此時(shí)，由于大氣邊界層相對(duì)穩(wěn)定，污染物擴(kuò)散條件較差，導(dǎo)致污染物濃度迅速上升。在一些農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民習(xí)慣在清晨焚燒秸稈，產(chǎn)生的濃煙在村莊上空聚集，影響周邊居民的生活環(huán)境，空氣中的可吸入顆粒物濃度增加，對(duì)居民的呼吸道健康造成威脅。中午12點(diǎn)至14點(diǎn)，秸稈焚燒排放相對(duì)較低。這一時(shí)間段，氣溫較高，大氣對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，有利于污染物的擴(kuò)散。同時(shí)，農(nóng)民大多在此時(shí)休息，減少了秸稈焚燒活動(dòng)。在夏季，中午氣溫較高，大氣擴(kuò)散條件較好，秸稈焚燒排放的污染物能夠迅速擴(kuò)散稀釋，對(duì)空氣質(zhì)量的影響相對(duì)較小。傍晚17點(diǎn)至20點(diǎn)，秸稈焚燒排放再次出現(xiàn)高峰。此時(shí)，農(nóng)民結(jié)束一天的農(nóng)活，利用傍晚時(shí)間焚燒秸稈。而且傍晚時(shí)分，大氣邊界層逐漸穩(wěn)定，污染物擴(kuò)散能力減弱，使得污染物濃度升高。在秋收季節(jié)，傍晚時(shí)分常常能看到田間有秸稈焚燒的火光，產(chǎn)生的煙霧在周邊區(qū)域彌漫，導(dǎo)致空氣中的污染物濃度明顯上升，影響周邊居民的出行和健康。不同時(shí)段秸稈焚燒排放差異的原因主要包括農(nóng)民的生產(chǎn)生活習(xí)慣和氣象條件等。農(nóng)民的生產(chǎn)生活習(xí)慣決定了他們?cè)诓煌瑫r(shí)段進(jìn)行秸稈焚燒的可能性。早晨和傍晚，農(nóng)民相對(duì)有較多的時(shí)間進(jìn)行農(nóng)事活動(dòng)，包括焚燒秸稈。而氣象條件對(duì)秸稈焚燒排放的影響也不容忽視。大氣邊界層的穩(wěn)定性、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象因素都會(huì)影響污染物的擴(kuò)散和積聚。在大氣邊界層穩(wěn)定、風(fēng)速較小的時(shí)段，污染物不易擴(kuò)散，容易積聚，導(dǎo)致排放濃度升高；而在大氣對(duì)流活動(dòng)強(qiáng)烈、風(fēng)速較大的時(shí)段，污染物能夠迅速擴(kuò)散，排放濃度相對(duì)較低。六、案例分析：以東北地區(qū)為例6.1東北地區(qū)秸稈焚燒現(xiàn)狀東北地區(qū)作為我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，秸稈產(chǎn)量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省每年秸稈產(chǎn)量可達(dá)9000萬(wàn)噸左右，吉林省每年秸稈產(chǎn)量約4000萬(wàn)噸，遼寧省秸稈產(chǎn)量也相當(dāng)可觀。這些秸稈主要來(lái)源于玉米、水稻、大豆等農(nóng)作物，其中玉米秸稈產(chǎn)量占比較大。在黑龍江省，玉米秸稈產(chǎn)量約占秸稈總產(chǎn)量的50%，水稻秸稈產(chǎn)量占比約30%，大豆秸稈產(chǎn)量占比約15%。盡管近年來(lái)東北地區(qū)在秸稈綜合利用方面取得了一定進(jìn)展，但秸稈焚燒現(xiàn)象仍然較為普遍。在部分地區(qū)，秸稈焚燒比例仍較高。在黑龍江省的一些農(nóng)村地區(qū)，秸稈焚燒比例可達(dá)30%-40%。2023年，衛(wèi)星遙感共監(jiān)測(cè)到全國(guó)秸稈焚燒火點(diǎn)14241個(gè)(不包括云覆蓋下的火點(diǎn))，其中，東北地區(qū)(包括黑龍江省、吉林省、遼寧省及內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市、興安盟)火點(diǎn)共計(jì)9838個(gè)，占全國(guó)火點(diǎn)總數(shù)的69.15%，秸稈焚燒現(xiàn)象主要集中在黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、山西、湖北、遼寧、山東、河南等省(區(qū))。東北地區(qū)秸稈焚燒對(duì)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。2023年10月28日至30日，多源衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到東北地區(qū)出現(xiàn)大量秸稈露天焚燒火點(diǎn)，主要分布在吉林中部、遼寧中部和黑龍江南部地區(qū)，其中哈爾濱、長(zhǎng)春、吉林、遼源、綏化、撫順等城市火點(diǎn)較為密集。國(guó)家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心專家分析，秸稈焚燒是東北地區(qū)此輪重污染的主要原因。區(qū)域內(nèi)露天秸稈焚燒強(qiáng)度較高，秸稈焚燒排放的污染物在夜間累積，加重了PM?.?污染。截至10月31日16時(shí)，大慶、朝陽(yáng)2個(gè)城市出現(xiàn)PM?.?重度污染天，哈爾濱、綏化2個(gè)城市出現(xiàn)中度污染天；11個(gè)城市PM?.?小時(shí)濃度超過(guò)150微克/立方米，其中哈爾濱、綏化PM?.?小時(shí)濃度超過(guò)500微克/立方米，綏化在10月31日8時(shí)PM?.?小時(shí)濃度峰值甚至達(dá)到735微克/立方米。秸稈焚燒排放的污染物不僅影響空氣質(zhì)量，還對(duì)人體健康造成威脅，容易引發(fā)呼吸道疾病等問(wèn)題。6.2排放特征詳細(xì)解析東北地區(qū)秸稈焚燒大氣污染物排放具有獨(dú)特的時(shí)空特征。在空間分布上，秸稈焚燒排放呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域聚集性。黑龍江省的中西部地區(qū)，如齊齊哈爾市、大慶市等地，由于是重要的糧食產(chǎn)區(qū)，玉米、水稻等農(nóng)作物種植面積大，秸稈產(chǎn)量高，秸稈焚燒排放的污染物較為集中。吉林省的中部地區(qū)，如長(zhǎng)春市、吉林市周邊，也是秸稈焚燒排放的重點(diǎn)區(qū)域。這些地區(qū)的秸稈焚燒排放不僅對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，還會(huì)通過(guò)大氣傳輸影響周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量。從時(shí)間分布來(lái)看，東北地區(qū)秸稈焚燒排放主要集中在秋季和春季。秋季是農(nóng)作物收獲的季節(jié)，大量秸稈產(chǎn)生，農(nóng)民為了清理田地，便于下一季作物的種植，往往會(huì)選擇焚燒秸稈，導(dǎo)致這一時(shí)期秸稈焚燒排放的大氣污染物量大幅增加。以2023年為例，10月東北地區(qū)秸稈焚燒排放的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）、顆粒物（PM?.?）等污染物濃度明顯升高，部分城市出現(xiàn)空氣質(zhì)量嚴(yán)重污染的情況。春季，由于氣溫回升，農(nóng)民開(kāi)始春耕，部分地區(qū)會(huì)對(duì)冬季遺留的秸稈進(jìn)行焚燒，秸稈焚燒排放也相對(duì)較高。在一天內(nèi)，秸稈焚燒排放也呈現(xiàn)出明顯的時(shí)段差異，傍晚時(shí)分秸稈焚燒排放相對(duì)較高，這與農(nóng)民的生產(chǎn)生活習(xí)慣有關(guān)，此時(shí)農(nóng)民結(jié)束一天的農(nóng)活，利用傍晚時(shí)間焚燒秸稈。與全國(guó)平均水平相比，東北地區(qū)秸稈焚燒大氣污染物排放總量較高。東北地區(qū)是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，秸稈產(chǎn)量大，且部分地區(qū)秸稈綜合利用水平相對(duì)較低，導(dǎo)致秸稈焚燒現(xiàn)象較為普遍，排放總量相對(duì)較高。在2023年，東北地區(qū)秸稈焚燒排放的一氧化碳總量占全國(guó)的比例約為30%，顆粒物（PM?.?）排放總量占全國(guó)的比例約為25%。東北地區(qū)秸稈焚燒排放的污染物濃度在某些時(shí)段和區(qū)域也明顯高于全國(guó)平均水平。在秋季秸稈焚燒高峰期，東北地區(qū)部分城市的PM?.?小時(shí)濃度超過(guò)500微克/立方米，而全國(guó)平均水平在該時(shí)段相對(duì)較低。這種差異主要是由于東北地區(qū)獨(dú)特的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和地理環(huán)境所導(dǎo)致的。東北地區(qū)耕地面積廣闊，農(nóng)作物種植以玉米、水稻等為主，秸稈產(chǎn)量大；同時(shí)，冬季寒冷，秸稈還田和離田的時(shí)間窗口短，增加了秸稈處理的難度，使得秸稈焚燒現(xiàn)象難以有效遏制，從而導(dǎo)致排放總量和濃度相對(duì)較高。6.3應(yīng)對(duì)措施與成效評(píng)估東北地區(qū)針對(duì)秸稈焚燒問(wèn)題采取了一系列應(yīng)對(duì)措施，旨在減少秸稈焚燒現(xiàn)象，降低大氣污染物排放，改善區(qū)域空氣質(zhì)量。在政策法規(guī)方面，政府發(fā)揮了主導(dǎo)作用。黑龍江省、吉林省、遼寧省以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)均出臺(tái)了嚴(yán)格的秸稈禁燒政策，明確規(guī)定了秸稈禁燒的時(shí)間、區(qū)域和處罰措施。黑龍江省實(shí)行“全域全時(shí)段全面禁燒”政策，對(duì)違規(guī)焚燒秸稈的行為進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，對(duì)發(fā)現(xiàn)的秸稈露天焚燒火點(diǎn)及秸稈根茬、殘余物露天焚燒火點(diǎn)，依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)焚燒秸稈人員進(jìn)行處罰，并對(duì)相關(guān)縣（市、區(qū)）扣撥資金（罰款）、進(jìn)行責(zé)任追究。吉林省制定了詳細(xì)的秸稈禁燒工作方案，建立了省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級(jí)網(wǎng)格化監(jiān)管體系，明確各級(jí)監(jiān)管責(zé)任，確保禁燒工作落到實(shí)處。遼寧省加大對(duì)秸稈禁燒的執(zhí)法力度，通過(guò)衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)巡查等技術(shù)手段，對(duì)秸稈焚燒行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止違規(guī)焚燒行為。為了從根本上解決秸稈焚燒問(wèn)題，東北地區(qū)積極推進(jìn)秸稈綜合利用技術(shù)的研發(fā)和推廣。在秸稈還田方面，黑龍江省結(jié)合黑土地保護(hù)，推廣了玉米秸稈翻埋碎混、玉米秸稈覆蓋免耕播種、水稻旋耕翻埋等還田技術(shù)模式，農(nóng)機(jī)平臺(tái)監(jiān)測(cè)還田面積達(dá)2400萬(wàn)畝。吉林省通過(guò)利用秸稈生產(chǎn)生物炭基肥的方式，實(shí)現(xiàn)“秸稈還田”，推動(dòng)綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在秸稈能源化利用方面，東北地區(qū)建設(shè)了多個(gè)生物質(zhì)電廠，如黑龍江省生物質(zhì)電廠運(yùn)行數(shù)量達(dá)到49家，將秸稈作為燃料進(jìn)行發(fā)電，既實(shí)現(xiàn)了能源的回收利用，又減少了秸稈焚燒量。秸稈還被用于生產(chǎn)飼料、基料、原料等，提高了秸稈的綜合利用價(jià)值。在宣傳教育方面，各地政府通過(guò)多種渠道開(kāi)展秸稈禁燒和綜合利用的宣傳工作。利用抖音短視頻、宣傳片等新媒體形式，多渠道、多角度、全方位宣傳秸稈禁燒法律法規(guī)政策和秸稈綜合利用技術(shù)。組織工作人員深入農(nóng)戶家里和田間地頭，宣傳補(bǔ)貼政策、解讀政策，提升農(nóng)民群眾的認(rèn)可度和主動(dòng)參與意識(shí)。通過(guò)宣傳教育，提高了農(nóng)民對(duì)秸稈焚燒危害的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了他們的環(huán)保意識(shí)和參與秸稈綜合利用的積極性。這些應(yīng)對(duì)措施取得了一定的成效。從火點(diǎn)數(shù)量來(lái)看，黑龍江省在2018至2019年禁燒管控期間，共發(fā)現(xiàn)秸稈露天焚燒火點(diǎn)85處，較2016年、2017年