基于空氣質量改善目標的城市公共交通發展研究與述評

高 明， 陳麗強

(福州大學 經濟與管理學院，福建 福州 350108)

基于空氣質量改善目標的城市公共交通發展研究與述評

高 明， 陳麗強

(福州大學 經濟與管理學院，福建 福州 350108)

發展城市公共交通被認為是緩解當前交通擁堵與空氣污染的一項有效措施。基于對國內外相關文獻的綜述，與國外發達城市相比，我國公共交通發展并不完善，對于探討公共交通與空氣質量關系的研究不夠深入和全面，主要是針對軌道交通與快速公交系統。因此，我國城市公共交通發展模式應符合我國實際國情，并充分發揮公共交通對空氣污染的治理效應。

城市公共交通； 空氣質量； 空氣污染

隨著我國經濟與城市化的快速發展，產業、人口集聚以及城市建設等帶來嚴重的環境污染問題，尤其是近年來我國霧霾天氣肆虐、空氣質量嚴重下降已對公眾健康、社會發展產生威脅。自黨的十八大報告提出建設“美麗中國”以來，改善空氣質量逐漸成為政府工作報告重點內容。《大氣十條》與新《環境保護法》的相繼實施，空氣污染治理問題提高到了前所未有的高度。根據環境保護部公布的2013-2015年空氣質量監測結果顯示，空氣質量超標城市率從95%下降至78%，雖然空氣質量有所改善，但空氣治理任務仍然十分艱巨。

中國城市面臨的空氣污染問題并不是特例，西方發達國家曾在城市化不同發展階段也遭受到空氣污染的困擾。早在20世紀七八十年代，西方發達國家就發現汽車的使用是城市空氣污染的重要來源。隨著我國城市私有汽車保有量大幅度攀升，城市交通問題也逐漸成為我國嚴重的城市問題，其排放的尾氣總量導致了城市空氣質量不斷惡化。據統計，機動車尾氣產生的污染物已經成為城市部分空氣污染物的主要來源，如何緩解城市交通擁堵、改善空氣質量等難題逐漸成為城市可持續發展的障礙。不可否認，城市交通的發展能夠促進商品流動，拉動社會經濟增長，但同時也帶來了十分顯著的環境外部性，主要包括交通擁堵、交通事故、空氣污染、噪聲污染和溫室效應等方面。借鑒國外發達城市交通發展經驗，將大力發展公共交通模式作為實現城市可持續性發展的重要舉措。因此，在“公交優先”戰略環境下，充分發揮公共交通的作用以解決中國城市交通擁堵與空氣污染問題逐漸成為我國學者研究的重要內容。本文基于西方發達國家實踐經驗，通過分析城市公共交通發展狀況，進一步研究公共交通與空氣質量關系，為制定可持續發展的城市交通模式，構建科學、合理的城市公共交通來應對空氣污染問題提供依據。

一、城市公共交通發展研究

(一)城市公共交通優先發展研究

公共交通是指城市中供居民使用各種交通方式總稱，主要包括公共汽(電)車、出租車、軌道交通、輪渡以及纜車等交通工具及其相關的配套設施。對于城市公共交通建設與實踐起源于國外發達城市，法國巴黎率先提出了優先發展城市公共交通，并證明了公共交通是解決城市化進程中出現的能源與環境問題的有效途徑之一。自此，對于“公交優先”的內容進行廣泛研究，普遍認為要成功實現小汽車使用向公共交通工具的轉變，應著力于充分發揮公共交通吸引力，尤其是針對人均收入水平不高且城市人口密度偏大的城市，其采取優先發展公共交通舉措將是緩解城市交通與環境問題的必由之路[1]。近年來，隨著智能交通系統的引入，城市交通也逐漸呈現智能化、信息自動化、多模式化等特征，將人、道路、汽車等信息與各種多媒體運用相結合，逐漸實現了“路、車協調”，如紐約、東京、倫敦、巴黎等西方發達城市。

在我國，自2005年以來先后印發了《關于優先發展城市公共交通的意見》(國辦發[2005]40號)，正式確立了“公交優先”發展的戰略思想，為城市交通發展問題指明了方向。在技術方面，將公交優先技術與過飽和交通控制相結合，且建立層次化公交專用道布設方法，動態調整地面公交與私人汽車的道路資源比率，實現交通個體最優向系統最優轉變[2]。可以說，城市“公交優先”發展不僅關于技術優先，更是涉及政府、市場與社會各階層關系的體制問題。從宏觀和微觀兩個維度，認為現階段我國優先發展城市公共交通處于宏觀戰略發展階段，現有的城市公共交通發展存在管理體制不完善、權責不明晰等問題。科學、健全的公共交通管理體系是城市發展公交優先的制度保障。公共交通作為一種準公共產品，具有有限的非競爭性或有限的非排他性，在理論上應采取政府和市場共同分擔的原則。對于公共交通的管理應在明晰政府職責、制定相關制度、政策保障的基礎上，引入私營企業加入，形成多元供給主體，提高公共交通供給效率，并促進城市公共交通的競爭性發展。

(三)城市公共交通可持續性發展研究

將可持續發展理念運用于城市交通中，強調城市交通與人口、經濟、資源、環境協調的發展。二戰后美國城市發展過程中提出了以“公共交通為主導”的城市交通模式，即“TOD”模式，這種交通發展模式一直被認為是城市交通的可持續發展模式。隨著西方國家開始關注城市交通的資源優化與環境保護問題，具有載客量大、快速、準點、高效、安全和輕污染等優勢的軌道交通與BRT(Bus Rapid Transit，簡稱BRT)交通方式得到西方發達城市的青睞，其主張大力發展以軌道交通、BRT等公共交通模式，同時引入智能交通系統的研究與建設，以提高城市交通效率，促進交通的可持續性發展。我國軌道交通、BRT發展較遲，但發展速度較快。截止2016年，全國共有29個城市開通了3856公里的軌道交通運營線路，26個城市開通了BRT，其運營總長度超過3000公里，并在公交優先戰略指導下，目前仍不斷有城市加入興建公共交通的隊伍中，在可預期的未來將呈現井噴式趨勢。

一方面，城市公共交通發展尤其是軌道交通、BRT出行方式促進了碳減排。私人汽車的使用是影響城市碳排放的主要因素，對其貢獻率最大[3]。因此，發展公共交通與限制私人汽車使用相結合的城市交通模式，有利于調整居民出行結構，能在一定程度上抑制交通碳排放；另一方面，城市公共交通是提高城市交通運輸效率的重要路徑。與私人交通方式相比，城市公共交通具有容量大、速度快等優勢，能夠提升運輸效率、調整交通結構，在緩解城市道路擁堵程度的同時改善空氣質量。此外，我國城市正處于快速發展階段，城市交通發展與土地開發應進行一定的控制和調節，尤其是單純地通過增加公共交通路網，容易陷入不可持續發展的困境。那么，需要從公交優先發展、土地利用、需求管理三個層面推進公交運營、基礎設施、預算規劃管理，將交通規劃與土地利用相協調，推進TOD模式，強化公交優先戰略，以促進城市交通與經濟、社會、生態環境和諧發展[4]。

二、空氣污染物來源與城市交通研究

國內外學者普遍認為交通排放物是逐漸成為城市空氣污染的主要來源。Zegras通過研究智利圣地亞哥的運輸成本，分析顯示，當地私人機動車出行成本最高，是造成空氣污染、噪音、土地消耗以及城市擁擠等問題的主要原因[5]。Colvile等人指出，交通排放物是導致城市光化學煙霧、酸雨、臭氧洞擴大和氣候變化的重要原因，且汽車尾氣排放將嚴重影響人們的健康狀況[6]。在我國城市中，有研究顯示空氣污染源的50%來自交通運輸，在HC、CO、NOX汽車尾氣貢獻尤為突出。我國學者們基于不同研究方法指出機動車導致了不同程度的空氣污染。許瀛元在對北京市區的空氣質量進行評價時，綜合各種影響因素，得出北京市空氣污染指數與機動車保有量之間存在顯著相關性，是造成霧霾的重要原因[7]；傅立新等人通過計算北京市機動車排放因子，得出汽車污染已成為北京市空氣污染重要來源，其中輕型汽車CO的排放量占總排放量65%[8]。部分學者從不同角度分析城市交通與空氣污染關系：王麗基于汽車消費行為視角，通過省級面板數據討論我國私人轎車消費行為與空氣污染的關系，結果表明汽車保有量對空氣污染的PM10、SO2和NO2指標的解釋度為37.8%、30.7%和50.3%，并得出不同排量的轎車對空氣污染的影響不盡相同[9]；陶雙成認為機動車保有量的增加導致了城市光化學煙霧污染顯著增加[10]。

三、城市公共交通與空氣質量研究

(一)城市公共交通對空氣質量改善作用機制研究

發展城市公共交通能夠在不損害社會福利的前提下，實現城市經濟與環境雙重效益。就軌道交通與空氣質量的關系，存在兩種理論：交通轉移理論與交通創造理論。基于替代性政策角度，交通轉移理論認為軌道交通的減排作用是通過改變出行者的出行方式，讓出行者選擇更為清潔、高效的軌道交通，從而發生一定的交通轉移效應。因此，發展軌道交通能在不損害出行者社會福利的前提下，降低城市空氣污染物濃度。然而，交通創造理論則是對交通轉移理論提出了挑戰，認為交通的轉移效應作用有限，且在一定程度上提高了人們從市區遷移到郊區的可能性，創造出更多的通勤需求和更遠的通勤距離，這將加劇城市交通壓力與空氣污染。目前，大部分學者的研究較為支持交通轉移理論，認為興建軌道交通可以改善城市空氣質量。與私人汽車、出租車、公共汽車等常規交通方式相比，軌道交通在減排治污方面發揮著重要作用。許楠希研究得出軌道交通對于交通的低碳化發揮著重要作用，其每公里的平均碳排放量是公共汽車的50%，因此軌道交通被認為是目前最為低碳的交通出行方式[11]。Zheng and Kahn基于研究軌道交通對空氣質量的改善作用前提下，進一步驗證了軌道交通是通過替代原有高耗能、高污染的出行方式，并產生一定的規模效應，實現減排、治污效果[12]。隨著BRT被引入公共交通系統中，與汽車、摩托車相比，BRT是環境可持續性發展的重要交通工具，能夠減少可觀的碳減排量，減緩溫室氣體的產生。截止2013年全球已有160個城市開通了BRT，每個工作日平均有2800萬乘客，世界上的BRT約有3000輛，里程線路達到4400公里。Kumar指出與汽車、摩托車相比，BRT的運營效率較高，當出行者選擇乘坐BRT，其產生的CO和HC的排放量相比下降了4%和9%[13]。Queralt and Holst通過對墨西哥城的BRT對空氣污染排放的政策影響評估，結果表明，BRT的運行可以有效減少CO、NOX、PM2.5和PM10的排放[14]。

因此，大力發展公共交通模式，尤其注重軌道交通、BRT等低污染、高效的交通方式引入，對于私人交通而言這是一種替代性政策的治理思路，其基本原理是：通過建設具備準點、安全、清潔、高效等優勢公共交通出行方式，促進公共交通與私人交通方式的競爭性發展，使居民出行主動選擇更加清潔的公共交通出行方式，能夠減少私人汽車、出租車等交通工具的使用率，進而降低石油能源消耗與尾氣排放總量，實現治污減排目標。這一治理思路貫穿“以人為本”的理念，在不損害社會福利前提下，通過建立公共交通系統解決城市交通供不應求問題，促進城市交通結構合理化，以替代私人機動車出行方式來實現城市治污減排目標。另外，對于人口密度較高、人口規模較大的城市，這種替代作用將增強。因為對于大城市而言，其出行總量與出行需求巨大，易出現道路交通擁堵與空氣污染現象，因此通過發展公共交通能夠在較大程度上替代私人汽車出行，并產生一定的規模效應，這都會使公共交通產生較強的治堵效應與環保效應。

(二)基于改善空氣質量目標，構建城市公共交通對策研究

UN-Habitat’s發布了2013年全球人居報告，認為公共交通必將成為世界上最重要的機動交通工具，使城市走上可持續的道路。突破對公共交通的傳統認識，發現公共交通的發展對城市生活的影響更為顯著。由此，調整和優化城市交通結構是緩解城市交通擁堵、空氣污染等問題的必經之路，而發展以公共交通為主導的交通模式，尤其是軌道交通、BRT等快速公共交通為主導的城市交通模式，已經成為國外城市交通的首選。作為全世界人口密度最高的城市—東京，其擁有世界上客流量最大的軌道交通系統，在根本上緩解了城市的交通壓力，也有效抑制了私家車的數量，避免了城市遭受環境污染等問題。被稱為巴西生態之都的庫里蒂巴市，20世紀70年代正處于人口、經濟快速增長的時期，平均每3～4人擁有一輛私家車，是巴西私家車擁有量最高的城市，其交通擁擠、空氣污染等問題已經嚴重阻礙了城市發展。在此情形下，庫里蒂巴市大力興建成以公交優先為主的環城高速路，發展具有低污染性的BRT公交系統，成就了庫里蒂巴市走上了低成本的交通方式和生態城市發展之路。

基于我國城市發展現狀，面對日益嚴峻的環境污染形勢，如何充分發揮公共交通的低碳、減排作用實現城市的可持續性發展逐漸成為我國學者研究的重要內容。

1.充分發揮治污減排作用，構建城市生態交通系統

高玉冰基于減排效果與成本兩個視角分析私家車、出租車不具有協同控制效應，雖然軌道交通的減排成本較高，但其總體減排效果不可忽視，因此大力發展軌道交通、引入BRT等措施有利于實現大氣污染與溫室氣體的協同減排[15]。在軌道交通與BRT的關系中，基于成本與收益研究得出并非只有軌道交通才能作為城市公共交通的骨干，如果經濟條件不允許大規模建設軌道交通，發展BRT不失為一項有效的替代性措施[16]。我國正處于城市化與機動化快速發展時期，通過興建公共交通線路可替代機動車出行、緩解交通壓力，最終實現城市的治堵效應與環保效應。因此，隨著城市交通需求強度不斷增加、空氣環境并不樂觀的形勢下，且結合現有針對私人汽車采取的政策措施效果有限，以替代性政策為主的治理思路，鼓勵城市興建公共交通逐漸成為城市可持續發展過程中的必然趨勢。

2.結合城市異質性，構建具有針對性的公共交通發展模式

梁若冰、席鵬輝發現我國軌道交通仍然處于規模報酬遞增階段，發展軌道交通能夠提高社會凈效益，但軌道交通的治污減排作用具有城市異質性，盲目發展可能導致財政資源的浪費[17]。強調城市發展軌道交通政策應結合城市人口規模、人口密度及污染程度，制定出具有針對性的公共政策。尤其是針對人口規模、密度較低、污染程度較輕的城市，力圖通過興建軌道交通以實現治污減排作用。現有城市公共交通主要分為三種發展模式：第一，人口規模、密度較小的三線城市，其交通客流量較小，因此適合發展短期內以常規公交車為主，同時以BRT作為城市公共交通系統的骨干，長期發展則要求建立較為完整的、覆蓋面廣泛的BRT系統作為城市主要交通網絡，這種公共交通發展模式成本較低、建設周期較短，易產生較為顯著的效果。第二，基于軌道交通巨大的投資成本考慮，針對大、中等規模城市，短期以BRT為城市公共交通骨干，但這種形式只是一種過渡，長期仍是發展以軌道交通為主的大運量客運系統。例如：廈門已在修建的BRT系統上預留了軌道交通升級設施，直接在原BRT系統上升級為軌道交通方式，已于2013年開工建設。第三，對于人口密度較高、人口規模較大、私人汽車使用率高且居民出行需求大的城市，建設大運量的軌道交通為主干的交通網絡是城市公共交通發展的必然趨勢，同時，這種公共交通發展模式能對城市擁堵、空氣污染起到顯著的緩解作用。

四、簡評與未來研究展望

公共交通被認為是可持續性的城市交通模式，在國內外得到充分發展。“公交優先”發展策略源于法國巴黎，隨后在世界范圍內得到廣泛實施，并在演進過程中各國呈現出互相借鑒、共同完善趨勢。具體而言，西方發達國家認識到公共交通對于緩解交通擁堵、減少空氣污染以及改善居民健康狀況等方面具有重要性，從而提倡發展多種形式公共交通，并逐漸向智能化、信息化、一體化趨勢發展，因此西方發達國家的城市公共交通系統研究較為成熟與完善。而我國確立“公交優先”戰略思想較遲，通過整合政府、市場與社會各階層關系，發揮技術、政策、體制等方面的力量助推城市公共交通發展。雖然，近年來我國公共交通發展迅速，但由于城市人口、經濟規模發展迅速，對交通運輸需求量不斷增加，城市現有的交通網絡運輸能力無法滿足巨大的貨運量與客運量。有學者指出，我國優先發展城市公共交通仍處于宏觀維度的發展階段，不同城市之間在技術與政策方面的差異導致城市之間公交優先發展水平存在差異。

專家學者們通過不同方法、角度研究顯示空氣污染物與城市交通具有明顯聯系，因此通過替代性治理思路，大力建設公共交通與基礎設施，充分發揮其高效率、低污染等優勢，使其成為一項實現經濟與環境雙贏的政策。而中國，目前針對公共交通與空氣質量關系尚未進入深刻探討。一方面，公共交通的建設需要巨額成本，且其本身在運行中也必不可少會產生一定的噪聲污染、空氣污染，因此其社會收益是否大于投入成本尚不清晰；另一方面，在應對空氣污染挑戰時，各級政府將治理希望寄托于通過實施行政命令型的限行、限號政策，但這些政策治污效果并不明確。因此，發展城市公共交通尤其是建設軌道交通、BRT這種一種高效、低碳的交通方式，其所帶來的污染治理效應以及對周邊地區創造出新需求的社會收益不容忽視，這種高效用而非高成本的低碳、綠色交通出行方式越來越成為我國實現空氣質量改善與交通壓力緩解雙贏目標的重要路徑。在公共交通系統中，軌道交通與BRT作為主要快速公共交通方式，兩者在客運能力、投資成本等方面存在差異，分別適用于不同類型的城市或是城市發展的不同階段。因此，如何協調兩者的關系，以及如何協調其與常規公共交通、私人交通及外界環境之間的動態關系，以期最大范圍發揮公共交通的高效、低污染優勢是城市交通可持續發展研究的重要內容。

基于我國實際國情與各個城市異質性，在發展城市公共交通模式中不能照搬照抄，應具有彈性。雖然我國城市公共交通優先發展成果顯著，但與我國巨大的人口規模相比，公共交通客流量分擔率仍較低，對于具有高效率、輕污染的軌道交通與BRT的建設仍處于初級階段，其配套設施、管理體制有待進一步完善。加之，急需解決交通擁堵問題與空氣污染問題的雙重壓力，如何科學、有效地發展公共交通模式是我國城市實現可持續發展過程中亟待解決的重要問題。同時，由于公共交通是一項涉及面廣的系統工程，因此考察公共交通對空氣質量的影響指標難以全面，由此得到的評估結果缺乏客觀、準確性；且城市與空氣污染物的異質性，導致不同公共交通工具對空氣質量作用存在差異性，特別是對于部分基于空氣質量改善目的而興建城市公共交通的城市，如何科學嚴謹地獲得城市公共交通的污染治理效應對其制定具有針對性強、高效的城市公共交通發展模式尤為重要。為此，在理論研究方面，下一步研究應側重基于具有空氣質量改善作用的“公交優先”策略的“中國化”問題與其治污效應的測度，包括結合中國經濟水平、城市化進程與空氣質量現狀制定公共交通發展模式、政策環境、機制設計、成本—收益評估等方面的內容。從實踐方面，如何實現常規交通向軌道交通或者BRT轉變，軌道交通與地面交通的無縫銜接以及基于城市與空氣污染物異質性特征，科學、合理規劃軌道交通和BRT發展，針對性地發揮不同公共交通工具對空氣質量改善作用，避免盲目發展公共交通導致財政資源的浪費。

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(責任編輯：李瀟雨)

ResearchandReviewontheDevelopmentofUrbanPublicTransitBasedonAirQualityImprovementObjectives

GAO Ming, CHEN Li-qiang

(School of Economics and Administration, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

Public transit is regarded as an effective measure to solve the problem of traffic congestion and air pollution.Compared with foreign developed cities, the development of public transit in China is not perfect based on the literature review at home and abroad.The study on the relationship between public transit and air quality mainly focuses on rail transit and BRT system,which are not in-depth and comprehensive.Therefore, urban public transit development model in China should match China′s national condition, and give full play to the effect of public transit to reduce air pollution.

urban public transit; air quality; air pollution

F572

A

1008-2603(2017)05-0013-06

2017-06-03

福建省軟科學研究項目“福建省污水治理產業技術發展預測與升級對策研究”(2017R010062)； 福建省中國特色社會主義理論體系研究中心重大委托項目“中國生態文明試驗區(福建)產業綠色發展新動能研究”(2017TWZ007)。

高明，男，福州大學經濟與管理學院教授，博士生導師；陳麗強，女，福州大學經濟與管理學院碩士研究生。