浙江省单位GDP-PM2.5排放量可视化和内因分析

陆星家

（宁波工程学院理学院，浙江 宁波 315211）

近年来，浙江省经济快速发展，GDP从2008年的21 486亿元逐步增加到2018年的56 197亿元。10年间，浙江省人民的生活水平得到大幅度提升。然而在经济发展的同时，环境污染等问题愈发严重。浙江省主要城市的空气质量呈现逐年恶化的趋势，1995年工业废气排放量为4 625亿m3，2015年却达到了12 802亿m3，这种以牺牲环境而发展经济的模式是否能够持续引发了越来越多人的深思。如何准确、简明地评价城市的空气质量以及引起空气质量恶化的诱因引起许多学者的关注。

利用GIS技术对空气质量进行可视化分析成为国内外学者研究的重点，利用GIS技术研究空气质量，可以将定量数据和地理信息结合起来，直观地展示不同城市的空气质量变化趋势[1]。GDP能耗是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标，一次能源供应总量与国内生产总值（GDP）的比率是一个能源利用效率指标。该指标可以说明一个区域经济活动对能源的利用程度，反映经济结构和能源利用效率的变化[2]。将国内生产总值与空气质量相结合，人们提出了单位GDP空气污染物排放量指标，而单位GDP/年平均PM2.5排放量可以显示城市单位GDP所排出的PM2.5污染量，人们可以据此分析城市产业结构和节能减排方向[3-5]。

因此，本研究从节能减排视角，通过地理可视化手段分析浙江省城市的PM2.5排放量，研究PM2.5排放量与城市人均GDP之间的内在联系，探寻城市产业结构调整的方向。

1 浙江省主要城市PM2.5年均浓度

本研究通过http://beijingair.sinaapp.com获取浙江省2015-2017年主要城市的空气质量数据，利用Python语言的Basemap和Matplotlib库，结合ArcGIS的浙江省Shape文件，绘制浙江省主要城市PM2.5颗粒物浓度的污染分布地图。评价城市PM2.5污染程度的指标不只有年均浓度一个指标，年达标天数比例也是一个重要的指标。

2015年浙江省主要城市PM2.5年均浓度如图1所示。2015年均PM2.5颗粒物浓度最高的城市是杭州和湖州，两个城市的PM2.5颗粒物年均浓度为57 μg/m3。2015年均PM2.5颗粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5颗粒物年均浓度为30 μg/m3。2015年PM2.5污染达标天数比例最低的城市是湖州，达标天数占到总天数的59.7%。2015年PM2.5污染达标天数比例最高的城市是舟山，达标天数占到总天数的90.8%。

2016年浙江省主要城市PM2.5年均浓度如图2所示。2016年均PM2.5颗粒物浓度最高的城市是杭州，杭州的PM2.5颗粒物年均浓度为49 μg/m3。2015年均PM2.5颗粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5颗粒物年均浓度为25 μg/m3。2016年PM2.5污染达标天数比例最低的城市是湖州，达标天数占到总天数的65.6%。2016年PM2.5污染达标天数比例最高的城市是丽水，达标天数占到总天数的95.4%。

图1 2015年浙江省主要城市PM2.5年均浓度（μg/m3）

图2 2016年浙江省主要城市PM2.5年均浓度（μg/m3）

2017年浙江省主要城市PM2.5年均浓度如图3所示。

图3 2017年浙江省主要城市PM2.5年均浓度（μg/m3）

2017年均PM2.5颗粒物浓度最高的城市是杭州和绍兴，杭州和绍兴的PM2.5颗粒物年均浓度为45 μg/m3。2017年均PM2.5颗粒物最低的城市是舟山，舟山的PM2.5颗粒物年均浓度为25 μg/m3。

2017年PM2.5污染达标天数比例最低的城市是湖州，达标天数占到总天数的68.5%。2017年PM2.5污染达标天数比例最高的城市是丽水，达标天数占到总天数的93.2%。

2 浙江省主要城市人均GDP

本研究通过http://tjj.zj.gov.cn获取浙江省2015-2017年主要城市的GDP数据和人均GDP数据，2015年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP达到11 3063元。2015年人均GDP最低的城市是温州，温州的人均GDP是50 946元，如图4所示。

2016年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP达到120 271元。2016年人均GDP最低的城市是温州，温州的人均GDP是54 990元，如图5所示。

2017年人均GDP最高的城市是杭州，杭州的人均GDP达到135 113元。2017年人均GDP最低的城市是丽水，丽水的人均GDP是57 500元，如图6所示。

3 单位GDP空气污染排放量分析

下面以PM2.5作为污染物，对比人均GDP（元）与PM2.5（μg/m3）的关系，将对比后的数值利用地图进行可视化展示。2015年浙江省单位GDP-PM2.5污染物排放量如图7所示，舟山的单位GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率达到3 184，即单位GDP污染物排放量最少。温州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，即单位GDP污染物排放量最多，比值为1 157。

图4 2015年浙江省主要城市人均GDP（元）

图5 2016年浙江省主要城市人均GDP（元）

图6 2017年浙江省主要城市人均GDP（元）

图7 2015年浙江省城市单位GDP/PM2.5排放量

2016年浙江省单位GDP-PM2.5污染物排放量结果如图8所示，舟山人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率达到4 243。衢州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，比值为1 339。

图8 2016年浙江省城市单位GDP/PM2.5排放量

2017年浙江省单位GDP-PM2.5污染物排放量结果如图9所示，舟山人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最少，比率达到4 195。衢州人均GDP所排放的PM2.5（μg/m3）量最高，比值为1 458。

图9 2017年浙江省城市单位GDP/PM2.5排放量

4 结论

浙江省11地市的PM2.5年均浓度在2015-2017年呈现出西北部高、东南部低的地区格局。其中，杭州的年均PM2.5浓度在省内处于较高的水平，这与杭州市能源消耗结构高度相关，即机动车保有量大，机动车尾气排放量占城市PM2.5浓度的40%，但是杭州2015年、2016年、2017年单位GDP/PM2.5排放量分别为1 983、2 454、3 002，表明杭州单位GDP排放的PM2.5较少，这与杭州的产业结构高度相关，即杭州市以电子商务、互联网行业为主，这些产业具有PM2.5排放量较少的特点。温州、衢州的单位GDP/PM2.5排放量在浙江省处于较低的水平，即以上两市的单位GDP能耗较高，需要在产业结构上进行升级，实现可持续发展和高质量经济增长。