推行軌道交通和共享出行方式改善空氣質(zhì)量了嗎

【摘 要】 文章以西安推行共享單車、共享汽車和軌道交通為例，采用空氣質(zhì)量指數(shù)和影響大氣質(zhì)量六種主要污染物日濃度數(shù)據(jù)，運(yùn)用斷點(diǎn)回歸檢驗(yàn)綠色出行方式對空氣質(zhì)量是否有所改善。研究發(fā)現(xiàn)：上述三種綠色出行方式改善了空氣質(zhì)量。整體AQI、NO2、PM10、PM2.5濃度顯著降低。在考慮其他帶寬及穩(wěn)定性檢驗(yàn)后仍支持此觀點(diǎn)。所以，西安地區(qū)需要增加綠色出行方式并加以合理引導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】 綠色出行;軌道交通;共享出行;改善空氣質(zhì)量;斷點(diǎn)回歸

一、研究背景及綜述

霧霾治理長久以來是我國環(huán)境問題的一大難題，且機(jī)動車尾氣已經(jīng)成為部分城市大氣污染的首要來源。[1]西安是嚴(yán)重受霧霾影響的地區(qū)之一，據(jù)西安市統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017年西安市機(jī)動車保有量在288萬輛，冬季PM2.5中機(jī)動車尾氣的產(chǎn)生率約在30%左右。[2]

回首我國的政策實(shí)踐，機(jī)動車尾氣治理手段主要分為兩類：總量控制和內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中總量控制型（限行、限號）政策難以達(dá)到減少機(jī)動車使用從而減少尾氣排放的目。墨西哥及北京的限行結(jié)果證明該政策對空氣質(zhì)量的改善效果并不明顯，甚至增加了居民的購車意愿，增加了社會成本。同時國內(nèi)學(xué)者對西安地區(qū)的限行政策進(jìn)行了驗(yàn)證，[3-5]研究發(fā)現(xiàn)，除臭氧指標(biāo)外，空氣質(zhì)量指數(shù)及其他單項(xiàng)污染物濃度并未改善。

優(yōu)化機(jī)動車機(jī)構(gòu)增加公共交通和增加綠色出行方式，讓居民從觀念上到實(shí)際出行上改變出行方式成為可選途徑。很多學(xué)者已經(jīng)對軌道交通是否能改善大氣質(zhì)量進(jìn)行了驗(yàn)證，Chen and Whalley 研究發(fā)現(xiàn)，臺北市軌道交通的開通顯著降低了CO 排放水平。[6]梁若冰等發(fā)現(xiàn)軌道交通的運(yùn)營減少了出租車的使用量，進(jìn)而有助于改善大氣質(zhì)量，且中國城市軌道交通鋪設(shè)里程未達(dá)到最優(yōu)規(guī)模。[7]張英杰等使用微觀調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，居民私家車的購買意愿與軌道交通的可達(dá)性成反比關(guān)系。[8]Yu 等的研究表明共享汽車的出現(xiàn)后轉(zhuǎn)變了居民的購車觀念，從而可達(dá)到減排的目的。[9]共享單車主要解決短途問題，對于軌道交通無法到達(dá)的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了無縫對接，[10]進(jìn)而增加了居民對綠色出行方式的熱情。

此三種綠色出行方式可從長短距離解決居民出行問題，但在實(shí)踐中是否達(dá)到減少汽車尾氣排放的目的仍需檢驗(yàn)。

二、問題設(shè)計(jì)

1、理論假設(shè)

相較于機(jī)動車數(shù)量控制推行共享單車汽車和軌道交通，一方面可以替代機(jī)動車的使用，從而減少機(jī)動車尾氣排放;另一方面軌道交通和共享出行的使用可以減少私家車的使用量緩解交通擁堵，進(jìn)而避免機(jī)動車低速行駛帶來的額外能耗和排放。所以我們提出假設(shè)：推行共享單車、共享汽車和軌道交通可以改善空氣質(zhì)量。

2、模型假設(shè)

本文采用斷點(diǎn)回歸的方法來評估，此方法區(qū)分實(shí)驗(yàn)變量和其他一些連續(xù)變化的變量的影響，從而能夠準(zhǔn)確估計(jì)實(shí)驗(yàn)變量對空氣質(zhì)量變化的影響。實(shí)驗(yàn)認(rèn)為其他可能影響到空氣質(zhì)量的因素在三類出行方式的引入過程中是連續(xù)的，若空氣質(zhì)量在引入交通工具的前后發(fā)生了突變，那么這是由綠色出行方式的引入造成的，即此措施有效;若空氣質(zhì)量無突變則無效。

具體模型設(shè)定如下：

其中，下標(biāo) t 表示為該數(shù)據(jù)所對應(yīng)的日期 ，y 為監(jiān)測空氣質(zhì)量的幾種污染物日平均濃度，包括空氣質(zhì)量指數(shù) （AQI）， CO、NO2、PM 10 、PM2.5、O3和 SO 2 濃度（其中AQI為綜合型指數(shù)，SO2與機(jī)動車尾氣排放無關(guān)與工業(yè)污染相關(guān)作為反事實(shí)驗(yàn)證）。GreenTravelOpen 為虛擬變量，表示是否引入三者，其回歸系數(shù)β1正是本文考察的改善效應(yīng)。T 為執(zhí)行變量，表示距離引入的天數(shù)，引入當(dāng)天為 0，之前為負(fù)之后為正。本文選取前后 30 天寬帶。f（T） 表示 T 的多項(xiàng)式，本文選取二次項(xiàng)（相比于高次多項(xiàng)式，這能為斷點(diǎn)附近樣本給予更大的權(quán)重）。此外，還控制了一些影響空氣質(zhì)量的解釋變量 X ，包括天氣變量 （是否有雨雪、日最高氣溫、日最低氣溫、風(fēng)速），節(jié)假日變量（包括法定節(jié)假日、雙休日），以及年份和月份的虛擬變量，同時考慮到西安市的限號情況，本文加入虛擬變量來表示限號。

三、數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析

1、數(shù)據(jù)來源

本文天氣數(shù)據(jù)同樣來自2345天氣網(wǎng)，AQI及六種主要污染物數(shù)據(jù)來自真氣網(wǎng)，時間為2013 年12月1日至2019年1月31日，節(jié)假日變量來自國務(wù)院辦公廳節(jié)假日安排，限號時間和供暖時間由西安市政府發(fā)布的相關(guān)政策整理而來。

2、統(tǒng)計(jì)分析

2013年12月1日至2019年1月31日，西安先后出現(xiàn)四種主流共享單車，包括市政型單車及摩拜單車、ofo 和酷騎單車;先后開通4條軌道交通運(yùn)營線路;新能源共享汽車主要有兩種——evcard和gofun。

為直觀了解三種綠色出行方式開通對空氣質(zhì)量的影響，本文以三者引入時間，共享單車、共享汽車、軌道交通開通時間為斷點(diǎn)，采用局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法繪制了AQI隨著時間變化的趨勢圖（圖1）。結(jié)果顯示在共享單車、共享汽車和地鐵開通前AQI呈現(xiàn)上漲趨勢，在斷點(diǎn)后有明顯的下降趨勢。單獨(dú)來看，開通共享單車和共享汽車后的狀況同整體，開通地鐵后曲線呈N型。因此從綜合變化趨勢來看三者的開通對空氣質(zhì)量狀況表現(xiàn)出了改善效果，AQI在斷點(diǎn)前后出現(xiàn)了明顯的跳躍，符合斷點(diǎn)回歸方法要求。

四、實(shí)證檢驗(yàn)

1、基準(zhǔn)回歸結(jié)果

表 1 列出了基于日度污染數(shù)據(jù)擬合時間趨勢時的斷點(diǎn)回歸的估計(jì)結(jié)果。回歸結(jié)果顯示：總體效應(yīng)中，在引入地鐵、共享單車和共享汽車后PM2.5的變化在10%的水平上顯著為負(fù)AQI、PM10的變化在5%的水平上顯著為負(fù)，且NO2在1%水平上顯著為負(fù)，且作為反事實(shí)的SO2不顯著，所以說明引進(jìn)三者后改善了大氣質(zhì)量，支持假設(shè)。

2、穩(wěn)健性檢驗(yàn)和內(nèi)生性分析

（1）調(diào)整帶寬的結(jié)果。在斷點(diǎn)回歸中由于帶寬選擇會產(chǎn)生不同結(jié)果。如果帶寬越大，那么樣本的方差就會減小，但是會造成較大的偏差，即無偏性降低。前文選取了 30 作為帶寬進(jìn)行回歸，現(xiàn)將帶寬縮小至 25作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)，模型選擇不變 （結(jié)果如表2中①②③④所示） 。在帶寬為25天的情況下回歸結(jié)果顯示：總體效應(yīng)中，在引入地鐵、共享單車和共享汽車后對NO2的影響5%的水平上顯著為負(fù)，且作為反事實(shí)驗(yàn)證的SO2不顯著，所以支持假設(shè)。

（2）內(nèi)生性分析。居民出行方式的選擇也受到空氣質(zhì)量的影響，如空氣質(zhì)量過差，居民便不會選擇共享單車出行。為此，本文剔除空氣質(zhì)量等級為優(yōu)和嚴(yán)重污染的樣本，以分析可能存在的內(nèi)生性問題。表2中⑤⑥⑦⑧展示了此回歸結(jié)果。從整體看，各項(xiàng)空氣污染指標(biāo)均為負(fù)，且NO2在1%的水平上顯著為負(fù)，這一結(jié)果雖與表1具有差距，但引入三者后仍對空氣污染指標(biāo)具有負(fù)的影響，所以仍然支持假設(shè)。

（3）控制變量的連續(xù)性。斷點(diǎn)回歸法要求所選取的控制變量在斷點(diǎn)處必須是連續(xù)的，或者說控制變量在斷點(diǎn)處不存在跳躍。表3為回歸結(jié)果。總體來看，各控制變量系數(shù)均未出現(xiàn)顯著負(fù)效應(yīng)，說明控制變量在斷點(diǎn)附近不具有跳躍性。

五、總結(jié)和建議

本文考察了共享單車、汽車及軌道交通開通后對空氣質(zhì)量的改善效應(yīng)，使用了西安市2013—2019年度日空氣質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行斷點(diǎn)回歸，研究表明： 西安市推行上述出行方式后空氣質(zhì)量得到了改善。同時考慮了其他帶寬的情形，并剔除極端空氣質(zhì)量狀況樣本后回歸結(jié)果的部分支持。

實(shí)踐證明限號等措施難以真正的做到減少汽車尾氣的排放，而增加綠色公共交通方式，改變?nèi)藗兊某鲂杏^念讓居民自覺減少私家車的使用量是一條合理的路徑。公共出行方面，考慮到西安地區(qū)僅有四條地鐵線共計(jì)132千米，建議增設(shè)軌道出行方式。此方面可以借鑒日本東京的經(jīng)驗(yàn)，東京人口眾多且密集，但得益于其發(fā)達(dá)的軌道交通該地區(qū)交通并不擁堵。同時政府通過鼓勵自行車出行、完善基礎(chǔ)設(shè)施等方式促使出行方式改變，促進(jìn)自行車出行替代私家車出行。中國大多數(shù)城市雖已開通自行車公共系統(tǒng)和市場型共享出行方式，但同時由于管理不善、制度不健全等原因出現(xiàn)了停放混亂、廢車占地等問題的出現(xiàn)，給城市治理帶來極大挑戰(zhàn)。因此，政府應(yīng)該一方面增加軌道交通建設(shè)，大力發(fā)展新能源汽車，增加綠色環(huán)保的共享出行方式的投入。另一方面政府應(yīng)該加強(qiáng)對市場型共享出行方式規(guī)范和引導(dǎo)，這樣才能促使綠色出行遍地開花，從而有利于改善城市空氣質(zhì)量。

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【作者簡介】

李玉芝（1994—），山東日照人，西北大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生，研究方向：環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué).