大气科学系孔少飞教授团队与多家单位人员合作的研究成果—The moving of high emission for biomass burning in China: View from multi-year emission estimation and human-driven forces发表在《Environmental International》上（IF=8.170），博士生吴剑为第一作者，孔少飞教授和祁士华教授为共同通讯作者。
生物质燃烧排放是我国大气污染物的重要来源。当前中国长时间尺度的生物质燃烧排放研究较少。生物质燃烧污染物排放控制政策在执行过程中仍存在较大争议，其燃烧排放污染物对重点区域、重点时段空气质量和人体健康等的影响，仍然是备受关注的科学和社会问题。受人为活动、经济发展水平及控制政策的影响，生物质燃烧排放呈现的时空分布差异和驱动因素亟需予以定量评估。
本研究基于更新生物量数据、补充实测排放因子数据、双卫星反演数据等计算了2003-2014年中国各类生物质室外露天燃烧和作为室内燃料燃烧排放污染物的逐月变化，在空间尺度上分配到1 km*1 km。研究采用灰色联度分析和库兹涅兹曲线，参考生物质利用和燃烧排放控制政策及实地调研结果，定量分析了人类活动、经济水平及控制政策对国家和重点区域生物质燃烧污染物排放的影响。该研究可为中国生物质燃烧污染物排放控制政策的完善和修订，以及为空气质量、气候效应和人体健康效应等的评估提供科学依据。
研究结果表明2003-2014年间，室内秸秆燃烧及薪柴燃烧是最主要的生物质燃烧污染物排放来源。各类生物质排放呈现周期性变化，室内秸秆燃烧排放呈现先增加又逐渐下降的趋势。薪柴燃烧污染物排放逐渐下降，秸秆露天焚烧污染物排放小幅增长。森林、灌木和草类及牛粪燃烧排放对污染物贡献较小（图1）。
图1 2003-2014年中国生物质燃烧污染物排放量及年际变化
空间分布结果显示，从2003到2014年，我国生物质燃烧污染物排放高值区发生明显转移，由四川盆地逐渐转向华北地区及东北地区（图2）。这种变化主要由秸秆及薪柴燃烧排放变化引起。结合经济发展水平、人类活动及生物质利用和燃烧排放控制政策，高值排放逐渐由室内秸秆及薪柴燃烧转向室外秸秆燃烧，特别是东北地区的室外玉米秸秆燃烧，应引起足够重视。
图2 2003到2014年中国生物质燃烧排放污染物空间分布及高值中心转移（以PM2.5为例）
污染物排放月度变化表明（图3），不同区域的秸秆露天焚烧均表现出明显的月变化，高值普遍集中在3月、4月、6月和10月，与各个区域作物的夏收和秋收时段差异有关。青藏高原的灌丛燃烧在秋冬季表现出高值，这与旱季有较多火点有关。室内秸秆和薪柴燃烧在四川盆地、云贵高原、华南、长江中下游平原、黄土高原等贡献占比不容忽视，但月变化特征不明显。云贵高原2月和3月的森林火灾排放以及东北地区4月和10月的森林火灾排放需引起重点关注。
图3 中国不同区域不同类型生物质燃烧排放PM2.5的月变化
对不同地区主要污染源排放的EKC曲线分析可以看出，四川盆地室内秸秆与薪柴燃烧排放均已跨过曲线拐点处于低值。东北地区和华北地区室内秸秆排放已跨过拐点，但在东北地区仍保持高值。秸秆露天焚烧在东北地区不断上升，在现阶段其他条件不变的情况下拐点远未到来，而华北地区增速不断减缓趋近于曲线的拐点。未来华北地区生物质排放将大幅缓解而在东北地区仍将逐渐加重，让农村居民增加收入是重要的举措。
图4 中国生物质燃烧排放高值地区EKC曲线
本研究也对比分析了生物质燃烧排放清单构建常用3种方法的结果（图5）。以排放高值区域华北平原和东北平原为例，自上而下的基于统计数据和人口进行空间分配的方法不能有效的识别室内生物质燃烧和露天生物质燃烧排放污染物的空间分布，生物质燃烧排放污染物强度被高估。采用单卫星反演火点和过火面积空间分配的方法会丢失大量的露天生物质燃烧排放过火面积，导致结果低估。采用双卫星数据，生物质燃烧排放可以被准确定位并被分配到网格点上，污染物排放空间分布更接近真实状态。本研究基于改进的方法和数据，更为精确的识别了我国生物质燃烧污染物排放的高值中心转移情况，大幅降低了排放结果的不确定性。
图5 基于不同研究方法的高值区对比
本研究从排放时空演变和驱动因素的角度为中国生物质燃烧排放污染物控制提供了基础数据和最新视角。在减排措施制定时，应充分考虑不同地区不同类型生物质燃烧排放贡献及月变化和农村居民收入，更加合理有效地制定短期和长期减排措施。
论文信息：Wu, J., Kong, S., Wu, F., Cheng, Y., Zheng, S., Qin, S., Liu, X., Yan, Q., Zheng, H., Zheng, M., Yan, Y., Liu, D., Ding, S., Zhao, D., Shen, G., Zhao, T. and Qi, S.: The moving of high emission for biomass burning in China: View from multi-year emission estimation and human-driven forces. Environment International, 142, 105812.
全文链接：doi:10.1016/j.envint.2020.105812, 2020.
