武漢市私人小汽車容量預測及環境問題研究

趙文斌，李 杰，余訓民 （武漢工程大學環境與城市建設學院，湖北 武漢430073）

武漢市作為特大型城市，近年來隨著經濟的快速發展，機動車數量遞增，機動車保有量每4～5年翻一番，預計這一趨勢在未來20年內不會改變。由于城區道路建設、交通管理、公共交通服務等軟硬件建設未能跟上，致使交通堵塞嚴重，車流密度大，機動車排氣污染加重了道路上的大氣污染程度，汽車尾氣對人體健康的影響越來戟大。也越來越受到人們的關注。近年來，國內外有專家學者將生態足跡模型運用于交通運輸可持續發展研究，從環境生態角度分析討論各種交通方式對所在地區交通的不同影響，揭示城市交通可持續發展的矛盾。應用生態足跡的方法可以更加直觀的看到私人汽車發展對城市環境及資源的影響［1］。下面，筆者對武漢市私人小汽車的未來保有量進行了預測，并對其所產生的環境問題進行了研究。

1 私人小汽車生態足跡核算方法

生命周期的方法可以明確的了解交通工具在生命周期的各個階段生態足跡占用情況，所以歷來作為研究交通生態足跡的主流方法。武漢市私人小汽車數量較大，而且各種車型的基本數據各不相同，為了簡化研究，選取一種在武漢市私人小汽車中占有率較高的一種車型作為研究對象，其基本的技術參數如下：整車裝備1855kg，最大車速205km／h，每百公里等速耗油5.9L，燃燒汽油類型為93＃汽油，排量為1997ml。

根據生命周期理論［2］，將私人小汽車生命周期進行劃分為4個基本階段：①汽油生產階段；②原材料生產階段；③汽車制造階段；④汽車使用階段。根據每個階段收集得到的基礎數據計算得出私人小汽車各生命周期的生態占用，具體計算方法參見文獻 ［2］，其計算結果見表1。

表1 武漢市私人小汽車生態足跡

2 武漢市私人小汽車保有量預測

國內已有許多學者對于城市的小汽車擁有量進行過預測，使用很多不同的方法，其中基于時間序列的預測模型具有直觀可操作性強的特點，故筆者對于武漢市私人小汽車未來保有量采用該模型進行預測武漢市2015年的小汽車保有量，其基本數據來源于武漢市2010統計年鑒，計算結果見表2。

根據預測結果可以計算得出，武漢市私人小汽車數量年增長率為17.8%，每過4年小汽車的保有量就增長一倍，增速較快，到達2015年私人小汽車數量已超過50萬輛，這將會進一步加大對武漢市城市交通的壓力，同時對環境及資源的需求也會消耗極大，而武漢市在2004年到2005年間私人小汽車的增速一度達到了44.5%，在后面的幾年增速趨于緩和從35%左右下降至15%，經分析是國際油價的不斷提高、政府相關限制政策的出臺等多種因素共同作用的結果。

表2 武漢市2015年的小汽車保有量

3 武漢市私人小汽車生態足跡與生態承載力對比

武漢市私人小汽車的生態足跡大小主要與能源用地占用、溫室氣體排放、建筑用地占用這幾個因素有關［3］，筆者分別對這些因素基于時間序列的預測以進一步探討武漢市私人小汽車的發展過程中可能面臨的環境問題。利用表1數據，參考武漢市年鑒私人轎車的保有量 （見表2），同時假設私人轎車的使用年限為15年，武漢市生態承載力數據來源于文獻 ［3］，預測私人小汽車生態足跡總量，結果見表3。

從計算結果中可以看出，從2003年到2015年武漢私人小汽車的生態足跡占武漢市總體的生態承載力比例逐年提高，說明其對環境的影響逐年增大，但是用此數據卻無法合理判定私人小汽車的數量發展對武漢市城市的影響大小。故筆者將環境因素作為限制私人小汽車數量的主要因素，以計算武漢市私人小汽車數量的合理數量。

表3 武漢市私人小汽車生態足跡總量

4 私人小汽車污染物年排放總量和污染指數計算

1）私人小汽車的污染物年排放總量 私人小汽車的污染物年排放總量為污染物排放因子與年耗油量的乘積。筆者主要以THC，NOx，CO作為私人小汽車排放的主要污染物進行計算。數據的選用采用文獻 ［1］中私人小汽車的相關數據。

各污染物在計算年內汽車的地面濃度［4］的計算公式為：

式中，C為地面濃度，mg／m3；Q為源強，mg／（m2·s）；H 為混合層高度，m；S為區域面積，m2；U為區域常年主導風速，m／s；R為修正系數。

以預測的武漢市2015私人小汽車數量計算得出各污染物地面濃度，結果見表4。

2）污染指數 污染指數是判定污染物是否超標的標桿，其各污染物的排放標準值均采用國家對于各污染物的排放標準［5］。其計算公式為：

具體的判斷方法為：若I≤1，則汽車污染濃度不超過限值；I＞1，則汽車污染物濃度超過了限值。經計算，各污染物污染指數見表5。計算結果表明，在現有環境容量下，NOx及THC達到國家規定的排放標準，但是CO排放量達不到，會對環境造成嚴重的影響。故應采取相應的措施限制私人小汽車的數量發展，以使環境能夠達到環境排放標準。

表4 各污染物排放量及地面濃度

表5 污染物污染指數

5 減少私人汽車對武漢市環境影響對策

1）大力發展現代化的城市公共交通 私人汽車是城市交通中單位乘客運行成本最高的交通工具，這種成本不僅僅表現在車主個人使用的成本上同時還表現在私人對于城市的社會成本上，隨著武漢市私人轎車的數量不斷的增加，武漢市的交通道路負擔也會不斷的增大。而現代化的城市交通是緩解城市交通擁擠的有力手段，根據有些文獻資料研究表明地鐵是各種城市交通工具中生態足跡占用最小。城市的在擴張有限的情況下，公共交通可以更加充分的發揮城市交通設施的經濟效益和社會效益。

武漢市近些年也開始大力發展城市軌道交通，輕軌、地鐵都已開始運行，但是也應重視其中潛在的一些問題，我國一些大城市地鐵早已開通，但卻并未解決城市交通擁擠的現實問題，究其原因主要是居民出行在思想上依然傾向于私人交通工具對于公共交通的重視程度不足，一些較大城市的地鐵出行率僅為20%，相對較低，武漢市政府在這些方面應該引起足夠的重視。

2）優先發展節能型汽車 武漢市政府應按照可持續發展政策的戰略，優先發展節能型汽車。武漢市可以指定較高的汽車技術門檻例，借此推動技術水平較低的汽車升級換代，同時政府也應該盡量引導消費者選擇柴油天然氣汽車，解決城市交通汽油車溫室氣體排放的問題，柴油汽車不僅燃燒效率更高，并且在汽車尾氣的排放上也較汽油汽車低，政府在這個問題上可以制定高標準的環保標準，引導消費者購買，柴油汽車或其他溫室氣體排放量較小的汽車類型。

［1］史占國，張國方 .汽車生態足跡探尋 ［J］.汽車工業研究，2006 （11）：42－44.

［2］任玉瓏，朱麗娜，韓唯健，等 .柴油汽車生命周期3E評價 ［J］.產業觀察，2005（5）：82－86.

［3］劉義軍，盧武強，李榮 .湖北省生態足跡計算與分析 ［J］.華中師范大學學報 （自然科學版），2004，38（2）：259－262.

［4］陳紅 .環境容量下城市汽車擁有量預測 ［J］.西安公路交通大學學報，1998，18（3（B））：272－275.

［5］藍霞，王偉 .對家用轎車生態包袱和生態足跡的分析 ［J］.中共青島市委黨校青島行政學院學報，2009（5）：16－18.