第1章 绪论
1.1 城市群空气污染与治理问题的提出
1.1.1 研究背景
随着新一轮全球化、信息化的快速发展，城市群越来越多地成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元，也将是我国未来经济发展中*具活力和潜力的核心增长极(方创琳，2014)。党的十八大将生态文明建设提升到国家发展战略的新高度，意味着我国新型城镇化进程正由“量变”向“质变”升华。城市群是我国新型城镇化的高阶产物，代表着中国经济发展和城镇化发展的未来，同时也是一系列生态环境问题集中激化的高度敏感地区和重点治理地区。
近年来，我国严重的空气质量恶化问题已经成为制约城市群可持续发展的主要障碍。2016年，李克强在《政府工作报告》中指出：治理污染、保护环境，事关人民群众健康和可持续发展，必须强力推进，下决心走出一条经济发展与环境改善双赢之路。十九大报告中，***总书记对生态文明建设进行了深刻论述，指出建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行*严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。
空气环境质量对人体健康与城市群可持续发展影响重大。作为未来人类活动的中心区域，城市群是空气污染物排放的主要地域单元，导致更为集中的污染物集聚(Gan et al.，2012)。我国京津冀、长三角、成渝等城市群的空气污染尤为严重。城市群空气污染不仅严重影响区域乃至全球气候环境，呈现区域性、复合型特征，还会严重危害城市居民的身体健康，降低城市生活质量，阻碍城市群的可持续发展。Parrish等(2009)在Science发表的论文指出，大城市空气质量对人体健康有重要影响，空气污染在中国已构成严重的健康危害；Rohde等(2015)研究显示，2014年因空气污染导致160万人过早死亡；Crane等(2015)指出2000～2010年中国空气质量恶化的经济成本占每年中国GDP的6.5%。大量已有研究显示，造成空气污染的污染物种类繁多，主要由细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)等组成，上述污染物极易混杂在空气环境中并演化二次化学变化，产生的污染气体浓度一旦超过健康安全限值，不仅威胁着城市生态安全，而且直接影响人类的生存健康(王庚辰等，2014)。
面对全球气候变暖与空气质量的变化，Donkelaar等(2015)通过卫星观测气溶胶光学厚度反演得到的全球细颗粒物(PM2.5)浓度显示，全球除印度北部和非洲北部区域是PM2.5浓度高值区以外，只有中国多数经济区PM2.5五年平均浓度值高于50μg/m3，远超发达国家或组织的PM2.5浓度限值(35μg/m3)，尤其以华北地区和西南部分地区*为严重。此外，王振波等(2015)探索2014年我国城市PM2.5浓度的时空变化规律指出，除华北平原污染较严重外，西南地区、环渤海地区的区域性空气污染问题也不容小觑。
我国正处于新型城镇化和工业化峰值阶段，尽管我国对大气污染物排放已实施较为严格的标准，但巨大的能源消耗带来的污染排放总量仍居高不下(图1.1)，使我国大部分地区的空气质量受到严重影响。据不完全统计，我国城市群工业废水排放总量、工业废气排放量和工业固体废弃物产生量均占全国总量的67%以上。我国城市群不仅集中了全国3/4以上的经济总量与经济产出，同时也集中了全国3/4以上的污染产出，全国大面积蔓延的空气污染覆盖着东部沿海地区和西南地区的大部分城市群，充分反映了我国城市群地区的空气环境污染问题日益突出的现实情景(王庚辰等，2014)。
图1.1 2000～2014中国废气排放量
来源：2000～2015年《全国环境统计公报》《中国统计年鉴》。
近年来，以PM2.5污染为主的空气污染肆虐了全国大部分城市，引起了人们的重视。其中，京津冀城市群已成为生态环境部等部委专项协同治理的地区，而处于西南腹地的成渝城市群，其空气环境污染的区域协同治理措施尚未出台。因此，区域空气环境污染的协同治理给成渝城市群生态文明建设和可持续发展带来了巨大挑战与机遇。
成渝城市群地处我国“三横两纵”城镇化战略格局沿长江通道横轴和包昆通道纵轴的交汇地带，是我国长江经济带的战略平台，是国家推进新型城乡统筹重要示范区和长江上游生态屏障核心区。2016年4月，国务院将成渝城市群设为第五个重点发展的***城市群，培育成渝城市群的可持续发展，发挥其沟通西南西北、连接国内国外的独特优势，以推动“一带一路”和长江经济带战略契合互动，加快中西部地区发展、拓展全国经济增长新空间，保障生态国土安全、优化国土空间布局。《成渝城市群发展规划》的主要目标是，到2020年成渝城市群全面建立保障有力的城镇体系及生态格局，根据自身资源环境承载能力，形成集约高效、紧密有致的空间发展格局，建设成引领西部开发开放的***城市群。2020年1月，在中央财经委员会第六次会议上，进一步明确提出了推动成渝地区双城经济圈建设，在西部形成高质量发展的增长极的目标。
近年来，成渝城市群工业化和城镇化的快速发展导致资源生态环境约束日趋加剧，部分地区开发强度过大，城市建设用地与生态系统的矛盾加剧，导致空气环境污染问题尤为突出。2014年，成渝城市群大范围空气重污染频繁发生，其中1月22日～2月4日，四川盆地出现持续时间长达14天的雾霾天气，其中盆地中部、南部若干城市甚至出现能见度小于2km的重度霾(陈朝平等，2015)(图1.2)。霾天气的形成与污染物的排放密切相关，该阶段空气质量指数(air quality index，AQI)监测数据显示：8个重点城市的AQI高于150，属于中度及以上污染，除绵阳外，其他重点城市的AQI高于200的天数为8天及以上；成都、重庆、德阳、泸州、宜宾、自贡的AQI超过300的天数分别为5天、3天、1天、4天、4天、1天；霾污染时期的首要空气污染物为可吸入颗粒物(PM10)，其次是细颗粒物(PM2.5)。2017年，成渝城市群以PM2.5为首要污染物的天数高达40.39%，位居六大空气污染物之首，区域内大部分城市的首要污染物是PM2.5的天数比例为35%～65%，详细数据见附录中表1。2017年，成渝城市群PM2.5年均浓度为47.560μg/m3，是我国平均水平的1.11倍，是我国目标限值的1.36倍，是世界卫生组织(World Health Organization，WHO)目标限值的1.9倍，其中15个地级及以上城市(成渝城市群包括16个地级及以上城市)的年均PM2.5浓度处于35～70μg/m3，未达标(<35μg/m3)，详细数据见附录中表2。成渝城市群空气污染呈现空气污染持续时间长、影响范围广等典型特征，且PM2.5污染更是区域空气污染的重要组成，因此成渝城市群空气污染的协同治理已是大势所趋。
图1.2 2014年成都市空气环境质量对比
成渝城市群位于我国腹心地带的四川盆地，是我国四大盆地中人口密度*高、社会经济*发达的盆地，也是我国五大城市群中**处于盆地地貌的城市群。城市群全境处于东经103°～110°，北纬28°～35°，由于四川盆地地形闭塞，气温东南高、西北低，盆底高、边缘低，介于中亚热带和南亚热带气候之间。作为我国西部经济水平*发达的城市群地区，近十年来成渝城市群以成渝经济区为依托，以重庆和成都两大核心城市为经济增长极，经济发展实现了飞跃。作为五大***城市群之一的成渝城市群，地区生产总值由2006年的1.1万亿元增长至2018年的5.75万亿元，特别是重庆以每年约10%的GDP增长率长期保持全国前列的态势。如表1.1所示，与其他四个城市群相比，2018年成渝城市群的GDP增长率为7.98%，与长三角、长江中游等城市群GDP增长速度相近，远远高于全国平均水平(6.6%)。成渝城市群的经济总量、城镇化率和产业结构与其他发达城市群相比，还处于落后的局面。另外，成渝城市群经济的快速增长，区域内城市规模不断扩大，工业、建筑业不断发展，人口密度膨胀，能源消费日益增加，导致空气污染物集中排放。除空气污染*严重的京津冀城市群以外，虽然2018年成渝城市群的空气质量达标比例为85.2%，与珠三角、长江中游城市群相近，但由于成渝城市群盆地地形的特殊性，以及区域快速发展与空气污染的现实矛盾，城市群的空气污染仍需进一步治理。
表1.1 2018年五大***城市群发展状况
目前，成渝城市群处于快速成长阶段，面对经济高速发展与区域空气污染的现实矛盾，成渝城市群急需改变各自为政的空气治理现状，要形成区域联防联控的治理策略。若不及时对区域空气环境质量进行有效管理，成渝城市群极易成为空气污染的敏感地带，由此带来的后果将严重制约城市群的可持续发展，给区域和国家的生态安全造成重大隐患。
因此，针对成渝城市群发展的高起点、空气环境高脆弱性治理高难度等“三高”特点，解决城市群发展与空气环境恶化的矛盾是未来成渝城市群生态文明建设和可持续发展的重要课题之一，是本书选取成渝城市群为研究案例的现实意义所在。
1.1.2 研究问题的提出
环境空气质量是城市群生态环境系统的重要子系统，其质量的提升也是国家和区域守护生态安全的关键战略步骤。2012年中国工程院郝吉明院士在接受《瞭望东方周刊》采访时强调：“面对城市群目前的空气污染现状，空气污染治理已不是一城一地一个行业的事，必须采取区域联合防控等协同治理策略”(郝吉明等，2012)。在本书提出治理策略之前，主要思考以下几个问题：
(1)如何深刻理解区域空气污染的区域性、复合型发展趋势？改革开放以来，我国区域经济高速发展，城镇化进程的规模与速度不断加大，以资源消耗为主的粗放型经济增长方式带来的高强度污染排放，使我国各地区特别是东部经济发达地区集中爆发各种环境问题，空气污染呈现出煤烟型与机动车污染共存的新型空气复合污染，以颗粒物为主要污染物，霾和光化学烟雾污染频繁、二氧化氮浓度居高不下，酸沉降转变为硫酸型和硝酸型的复合污染，区域性的二次空气污染愈加明显，这些复合型空气污染不断增加治理难度，近年来*为严重的地区包括京津冀、长三角、成渝等城市群。区域性与复合型空气污染不仅严重制约着以城市群为区域地理单元主体的经济发展，更重要的是造成覆盖范围广、涉及人数多的健康安全问题。党和国家近年来对空气污染的关注程度及治理力度史无前例，显示出国家和人民对抗空气污染的强烈意志和解决该问题的决心。
(2)如何看待成渝城市群空气污染问题？作为西部人口密集地区，成渝城市群在国家区域发展格局中占据着重要战略地位，2016年，党中央国务院批示成渝区域协同发展上升为国家战略，成为五个***城市群之一，2020年进一步提升至西部高质量增长极的战略定位。因此，高战略地位、高人口密度、高发展速度、高能源排放、高环境污染、低环境承载力的“五高一低”现状凸显着成渝城市群在新型城镇化进程中的资源环境与区域发展之间的矛盾。成渝城市群空气环境污染的治理已经成为衡量山地区域空气环境治理成效的风向标。“工业化、城镇化过程中的阶段性空气环境的区域性与复合型污染问题”作为成渝协同发展与管理所面临且必须攻克的重大任务与难题，急需通过多学科交叉、多影响要素和多层级维度的视角，揭示遵循自然规律的空气污染演变过程和遵循人文规律的城市群发展过程的影响因素与机制，并在资源有效利用、能源排放、产业结构调整与转移、控制总量等多防控路径、多技术方法、多政策保障方面提出系统的空气污染联防联控机制。
(3)目前成渝城市群空气污染的现状和空间格局是怎样？虽然成渝城市群2016年才正式成为***城市群，
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