人口和产业在城市的集聚,增加了污染物的排放,改变了污染物的扩散条件,导致城市空气污染严重,是城市可持续发展面临的重大挑战之一。其中细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)是城市中最突出和典型的两类空气污染物,威胁居民的身心健康,影响城市生态系统的社会、经济和自然等诸多方面。识别和理解这两类空气污染物污染的风险区域、影响因素、影响特点以及调控效果,对进一步缓解城市空气污染至关重要。现有研究多从单一污染物或从单一角度探究城市空气污染的时空分布特征和影响因素。而城市是一个社会生态复合系统,社会发展以及生态变化综合对典型污染物的影响特征是怎样的仍然尚不清楚。本论文以空气污染严重的中国城市为研究对象,重点围绕上述两种典型污染物,试图回答以下3个科学问题:1)典型空气污染物的时空演变具有怎样的特异性?2)从社会-生态综合角度,考虑其影响因素和特点是怎样的?3)针对不同类型污染物的调控方向有怎样的差异?回答上述问题,对城市规划和城市大气污染防治具有重要的理论和实践意义。本研究基于空气质量监测数据、统计年鉴数据、气象观测数据、遥感数据和微博大数据等数据源,首先从全国尺度定量分析了典型污染物浓度、浓度变化以及与其前体污染物浓度协同变化的区域和季节特异性;进而从全国和区域尺度分析了城市人为活动和气象条件及其交互对典型污染物的驱动特征和相对贡献;在此基础上,以典型城市深圳为例,探讨了针对空气污染的防控政策,及其调控效果。主要研究结果如下:1)中国城市空气污染呈现污染物类型、区域和季节分异特征在《大气污染防治行动计划》执行之后,2015-2017年大部分城市PM2.5污染在改善,年平均浓度降低了 6±9±μg/m3;污染改善的热点区域多分布在污染严重的北方区域;而O3污染呈现恶化趋势,年平均浓度增加了 8±9μg/m3;且污染严重的区域依然是污染恶化的热点区;从全国尺度来看,冬季是PM2.5污染最严重的季节;夏季是O3污染最严重的季节;PM2.5污染变化与其前体物SO2、NO2污染变化具有较高的协同性,O3污染与其前体物NO2污染变化的关系比较复杂。2)人为活动和气象条件对典型污染物的影响和贡献呈现区域和季节分异特征对于PM2.5污染:城市空间结构、社会经济和气象条件及其交互作用均会显著影响PM2.5浓度;在北方区域,社会经济和气象条件交互作用对PM2.5污染变化的解释程度最大;在南方区域,气象条件的单独作用对PM2.5污染变化的解释程度最大。对于O3污染:在春、夏、秋季,大部分城市O3浓度与NO2(CO)浓度无显著关系,冬季大部分城市O3浓度与NO2(CO)浓度呈显著的负相关关系;在春、夏、秋季,大部分城市O3浓度与城市气温呈显著正相关关系,与风速无显著关系;在冬季,大部分城市O3浓度与气温关系不显著,与风速成正相关关系;在各个季节,大部分城市O3浓度与相对湿度显著负相关;相较于前体物,气象条件对城市O3污染变化的贡献更大;前体物浓度单独对城市O3污染变化的贡献多为正向的,但是与气象条件交互对O3污染变化的贡献多为负向的。3)前提物减排、气象条件驱动特征以及人们的主观态度是城市空气污染物调控政策制定应关注的主要方向,并且针对不同类型空气污染物,应采用差异化的防控政策深圳市针对典型污染物污染改善方向,在宏观上重点放在产业结构和能源结构的快速调整上,在微观精细化的管理上,针对空气污染的治理政策具有持续性、精准性和及时性特点,但是这些政策措施只对PM10、NO2和SO2类污染物的防治有效,对O3污染的防治作用有限;针对深圳市O3污染的防控,一方面需结合不同季节O3与其前体物的关系,调控不同的前体物:在夏秋季,可能处于NOx控制区,重点调控NOx浓度;在冬春季处于VOCs控制区,需要重点关注对VOCs的调控;另一方面,当控制了前体物浓度,通过调节深圳市热环境进而调控O3污染至关重要;除此之外,在缓解城市空气污染时,需要考虑居民的主观感受,开展舆情监测。