中国活跃火发展机制与环境效应
文献类型：学位论文
| 作者 | 连琛芹 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 封志明 |
| 关键词 | 中国 活跃火 时空演变 作用机制 环境效应 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然资源学 |
| 英文摘要 | 活跃火是地球系统的重要组成部分，其发生发展对气候变化、大气环境、公共健康和生物多样性具有重要影响，同时也受到人类活动与气候变化的深刻影响。本文以中国为研究区，以活跃火的时空演变为主线，定量分析了中国活跃火的影响因素与作用机制，系统揭示了中国活跃火的环境效应。本研究有助于深化对活跃火发生发展机制认识，优化农林活跃火的监测与管控，提升相关政策制定针对性。同时，对制定改善大气环境、应对气候变化以及保护生物多样性的政策具有重要意义。 论文基于2003-2022年MODIS Collection 6（MODIS C6）活跃火产品，采用频次和FRP等指标，结合土地覆被数据，利用趋势分析、空间自相关分析和地理分布分析等方法，从不同时空尺度，系统研究了中国主要类型活跃火的时空格局与演变特征。结合植被、地形、气候和人文数据，利用地理探测器定量揭示了中国主要类型活跃火发生的主导因素及影响能力，厘清了各主导因素与活跃火时空关联特征和相关关系，明晰了活跃火的作用机制。从典型地区活跃火的PM2.5排放时空特征、政策影响以及与大气中PM2.5浓度关系角度，系统揭示了中国主要类型活跃火的环境效应。主要结论如下： （1）中国主要类型活跃火时空特征与区域差异显著。中国农田活跃火整体春夏秋高发，其中东北（3-4月、10月）和华北（6月）最为突出。2003-2012年，农田活跃火总体呈显著增加趋势，2013-2022年总体呈显著减少趋势。2003-2022年，农田活跃火集聚度呈上升态势且区域差异显著，其中东北高-高聚集区呈增加态势，华北则呈减少态势。地理分布整体向东北方向移动，呈逐渐集聚的演变特征。中国森林活跃火整体冬春（2月、3月和4月）高发，呈南北双峰且南多北少、南弱北强的空间分布格局。2003-2022年，森林活跃火频次和FRP呈显著下降趋势，下降幅度分别高达70%和84%。空间上的整体集聚度呈现下降态势，且季节聚集性差异显著。高-高聚集区在东北地区呈现增加态势，在南部地区呈现减少趋势。地理分布整体向西移动，呈逐渐分散的演变特征。 （2）中国农田活跃火空间分异受海拔、近地表风速、坡度和NPP因素影响最为强烈。就NPP而言，农田活跃火集中分布在NPP为0.2-0.5 kg·C/m2的植被覆盖度较低的地区。华北平原两者主要呈负相关特征，东北平原则呈正相关特征。就地形而言，农田活跃火主要分布在低海拔、低坡度地区，特别是200m和2º以下的平原地区。就风速而言，农田活跃火集中分布在平均风速4m/s以内地区，且平均风速较高地区多为负相关关系，平均风速较低地区多为正相关关系。 （3）中国森林活跃火空间分异受温度、NPP、降水和近地表风速因素影响最为强烈。就NPP而言，森林活跃火集中分布在NPP为0.3-1.1 kg·C/m2的植被覆盖度中等偏高区域，两者总体呈负相关特征。就温度而言，森林活跃火主要分布在平均温度12~22℃亚热带地区。南方林区总体呈负相关特征，其他地区则总体呈正相关特征。就降水而言，森林活跃火主要分布在年降水量400mm以上湿润和半湿润地区，总体呈负相关特征。就风速而言，森林活跃火主要分布在3m/s风速较低区域，总体呈正相关特征。 （4）中国农田活跃火在东北地区的PM2.5排放，较华北地区更为剧烈，且禁烧政策出台的滞后效应显著。华北地区农田活跃火PM2.5累计排放为456.13×103 t，自北向南呈夏季加强排放模式。东北地区为624.89×103 t，自南向北呈规律性延后的季节性排放模式。2013年《大气污染防治行动计划》是秸秆焚烧政策趋严的转折点。2022年华北地区农田活跃火PM2.5排放，相比于2012年峰值，下降了65%。东北地区禁烧政策出台的滞后效应显著，其上升趋势直到2017 年才得以扭转，随后在 2017-2022 年期间下降了45%。华北地区夏季（6月）农田活跃火PM2.5排放对环境呈现较强影响，特别是黄淮平原地区。东北地区则为春秋（3月、4月、10月和11月）对环境呈较强影响，特别是三江平原以及松嫩平原北部地区。 （5）中国森林活跃火在中国北部地区的PM2.5排放，较南部地区更为剧烈，且防火政策出台较为频繁。中国北部地区森林活跃火PM2.5累计排放为2684.81×103 t，集中分布于大兴安岭北部和小兴安岭地区。中国南部地区排放为2549.95×103 t，广泛分布于云贵高原和东南丘陵各地，整体上向东南方向呈冬季加强排放模式。严格防火灭火政策下，中国森林活跃火PM2.5排放呈显著下降趋势。相比于2003年，2022年中国北部地区下降了87%。相比而言，中国南部地区各省政策出台较晚。2008年国务院修订《森林防火条例》后，森林防火政策数量迅速增长。与2008年峰值相比，中国南部地区2022年下降了72%。中国北部地区春（3月、4月、5月）秋（10月）季森林活跃火的PM2.5排放，对环境呈较强影响。中国南部地区则为冬春（12月-次年4月）季节，对环境呈现较强影响。 |
| 学科主题 | 自然资源学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 148 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209254]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 连琛芹. 中国活跃火发展机制与环境效应[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。