基于GIS的中国酸雨控制区酸雨空间分布特征研究-论文.pdf

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1、第16卷第3期石家庄学院学报Vo1．16．No．32014年5月JournalofShijiazhuangUniversityMay2014基于GIS的中国酸雨控制区酸雨空间分布特征研究徐晓华，徐光来(安徽师范大学国土资源与旅游学院，安徽芜湖241000)摘要：利用全国74个酸雨监测站点2004—2006年降水一pH数据，通过ArcGIS空间插值，模拟酸雨pH空间分布，根据酸雨“两控区”方案，提取酸雨控制区的酸雨pH空间分布，进行GIS空间分析．结果表明：中国的酸雨严重区主要分布在四川盆地、长江以南广大地区，酸雨强度沿长江向西北和东部有扩大趋势，四川盆地酸雨区已与

2、华南酸雨区连成一片；3年间，pH<5．6的酸雨范围相对研究区面积比值由56．73％扩大到73．1l％。pH<4．5的严重酸雨区由2．15％扩大到10．41％．2006年增幅最大：不同等级酸雨范围扩大趋势明显，酸雨污染趋于严重．关键宇：酸雨；pH；GIS空间分析；酸雨控制区；空间分布中图分类号：X131．1文献标识码：A文章编号：1673—1972(2014)03—0077—07O引言酸雨是指pH值小于5．6的降水(包括雨水、冻雨、雪、雹和露等湿沉降方式)．随着中国经济的持续快速发展，汽车、工厂等向大气中排放的SO，NO等酸性污染物不断增加，导致酸雨的酸度不断增强，

3、其影响范围也日益扩大．目前．中国南方大多数城市和地区普遍出现酸雨，以西南、华南地区较为突出，同时酸雨面积近年来大幅度扩大．长江以南酸雨区域已连成一片，并向长江以北蔓延，华北地区酸雨范围扩大，甚至在东北丹东、图们和东海海域也发现较强的酸性降水．同时降水的酸性不断升肓【”．中国大规模酸雨监i贝0和研究始于20世纪7O年代末．国家环保部门于1982年建立了全国酸雨监测网[21．中国气象局也于1989年建立了气象部门的全国酸雨监测网f31．两大酸雨监测网为中国降水化学研究积累了大量数据．通过多年的观测记录发现酸雨集中分布在西南酸雨区、福厦酸雨区、南昌酸雨区、青岛酸雨区和长

4、江以南酸性富铁铝土壤地区等闭．20世纪80年代以来．中国开始研究酸雨对生态系统的影响．发现降水pH值4．5以下的林区，林业产量下降，林木生长过早衰退．20世纪9O年代以来，王文兴等『z5-7]较系统地研究了中国酸雨的形成机制，从中国大陆人为源SO和NO的排放强度和地理分布，以及气象要素、土壤酸碱度及大气颗粒物酸化缓冲能力等方面分析了中国长江以南酸雨的成因与机理．发现自然因素在酸雨的形成中起到重要作用，酸雨前体物SO和NO排放强度很大的渤海和黄海地区未出现区域性酸雨，而排放强度不大的长江以南地区却出现了严重的区域型酸雨．南方重污染城市的酸性降水主要来源于城市高浓度大

5、气污染物的局地冲刷，广阔区域和清洁地区的酸性降水则主要来源于大气污染物的中、长距离传输[8】．丁国安等【9嗵过对1980—1995年中国酸雨状况及发展趋势的分析发现．中国酸雨面积逐渐扩大．酸雨频率逐年上升，且在部分南方省市出现年均降水pH<4．0的区域．长江以南成为继欧洲和北美之后的世界第三大酸雨区．2000年以来京津地区降水酸度呈较快增加的趋势，大气颗粒物质量浓度的持续下降、机动车尾气排放量的急剧增加可能是降水酸性增强的重要原因之一㈣．利用不同方法来研究酸雨模式及影响机制也是酸雨研究的一个重要方向[111．今后，降水酸度的变化将由大气SO，NO酸性气体以及颗粒物

6、、NH排放量的相对削减和增长共同决定．收稿日期：2014一O1—15基金项目：国家自然科学基金青年项目(41301029)；安徽师范大学人才培育基金(160721253)作者简介：徐晓华(1980一)，女，河南信阳人，助教，主要从事环境遥感研究．78石家庄学院学报2014年5月1研究方法与插值模型1．1研究方法笔者在已有的酸雨监测站点数据的基础上，运用GIS的空间分析手段，按照酸雨分布机理．通过空间插值方法，模拟中国酸雨区内的酸雨pH值，得到中国酸雨区的酸雨分布情况，从而使酸雨分布研究从定性走向定量和定位，更直观地研究酸雨的空间分布及变化趋势．使用反距离加权插值法

7、(IDW)根据全国74个酸雨监测站点数据进行内插．1．2酸雨pH值计算pH平均值计算方法为单次降雨量pH加权法计算取平均值．如公式(1)：pH=∑[pHI／∑V(1)其中pH是插值点估计值，【pH】(1～n)是实测样本pH值，n为参与计算的实测样本数，是实测样本降雨量．1．3IDW插值1．3．1IDW空间插值模型空间插值}l2j是一项基于数学运算的技术方法，它将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面．以便与其他空间现象的分布模式进行比较．空间插值假设空间位置上越靠近的点．越可能具有相似的特征值．反之特征值相似的可能性越小．采用地统计中的反距离加权插值法(IDW)来模

8、拟中国酸雨