海南岛甲烷浓度空间异质性规律解析

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2022年第4期北京时间：

作者：刘嘉慧，刘应帅，余瑞，董金玮，陈明星，岳天祥，邓祥征

单位：刘嘉慧,海南大学 生态与环境学院, 海口, 570228,刘应帅,海南大学 生态与环境学院, 海口, 570228,余瑞,海南大学 生态与环境学院, 海口, 570228,yur@outlook.com董金玮,中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京, 100101;中国科学院大学, 北京, 100049,陈明星,中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京, 100101;中国科学院大学, 北京, 100049,岳天祥,中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京, 100101;中国科学院大学, 北京, 100049,邓祥征,中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京, 100101;中国科学院大学, 北京, 100049

摘要：温室气体排放升高对全球气候变暖有重要影响,其浓度分布的空间异质性及与局地气候变化和社会经济的关系是影响温室气体减排策略制定的关键因素.海南岛是国家生态文明建设的试验区,温室气体减排方面也面临着目标考核的压力与责任.本研究使用GHGSat的CH4浓度产品、气温、降雨、GDP和人口数据集,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall (MK)检验构建地理加权回归(GWR)模型,分析了2020—2021年海南岛CH4浓度变化趋势及规律.结果表明:1)时空尺度上,2020—2021年海南岛CH4浓度整体呈下降趋势,CH4浓度均值为1 848.40×10-9 mol／mol,8—11月的CH4浓度低于均值,其余月份均值皆高于均值;海南岛46.42％的区域CH4浓度呈显著减小趋势,主要集中在海南岛的西部及东部地区.2) CH4浓度时空分布的异质性规律方面,GWR模拟结果显示,海南岛CH4浓度与气温回归系数值分布于-114.92~127.80,CH4浓度与降雨回归系数分布集中于-297.40~399.91,而CH4浓度与GDP和人口的回归系数较高,分别集中于-4 125.55~4 509.07和-1 751.43~1 556.41,GWR能够揭示像元尺度上CH4浓度分布对气候与社会经济因子的响应规律.3)拟合方法选择上,基于普通最小二乘法(OLS)与GWR方法对CH4浓度与气温、降雨、GDP和人口的拟合结果的R2分别为0.14和0.83,表明海南岛CH4浓度分布受气候和社会经济的局地效应影响显著,GWR方法在解释CH4浓度分布影响因素方面比OLS的拟合效果更优.本研究揭示了海南岛CH4浓度变化趋势及其空间变异规律,能够为海南CH4浓度时空分布的动态评估提供方法参考.

关键词：海南岛;CH4浓度;气候变化;社会经济;地理加权回归模型

基金资助：国家自然科学基金(72104065);海南省自然科学基金(321RC472);国家重点研发计划(2016YFA0602500)