推行軌道交通和共享出行方式改善空氣質量了嗎

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

【關鍵詞】 綠色出行;軌道交通;共享出行;改善空氣質量;斷點回歸

一、研究背景及綜述

霧霾治理長久以來是我國環境問題的一大難題，且機動車尾氣已經成為部分城市大氣污染的首要來源。[1]西安是嚴重受霧霾影響的地區之一，據西安市統計局數據顯示，2017年西安市機動車保有量在288萬輛，冬季PM2.5中機動車尾氣的產生率約在30%左右。[2]

回首我國的政策實踐，機動車尾氣治理手段主要分為兩類：總量控制和內部結構優化。其中總量控制型（限行、限號）政策難以達到減少機動車使用從而減少尾氣排放的目。墨西哥及北京的限行結果證明該政策對空氣質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。同時國內學者對西安地區的限行政策進行了驗證，[3-5]研究發現，除臭氧指標外，空氣質量指數及其他單項污染物濃度并未改善。

優化機動車機構增加公共交通和增加綠色出行方式，讓居民從觀念上到實際出行上改變出行方式成為可選途徑。很多學者已經對軌道交通是否能改善大氣質量進行了驗證，Chen and Whalley 研究發現，臺北市軌道交通的開通顯著降低了CO 排放水平。[6]梁若冰等發現軌道交通的運營減少了出租車的使用量，進而有助于改善大氣質量，且中國城市軌道交通鋪設里程未達到最優規模。[7]張英杰等使用微觀調查數據發現，居民私家車的購買意愿與軌道交通的可達性成反比關系。[8]Yu 等的研究表明共享汽車的出現后轉變了居民的購車觀念，從而可達到減排的目的。[9]共享單車主要解決短途問題，對于軌道交通無法到達的區域實現了無縫對接，[10]進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，但在實踐中是否達到減少汽車尾氣排放的目的仍需檢驗。

二、問題設計

1、理論假設

相較于機動車數量控制推行共享單車汽車和軌道交通，一方面可以替代機動車的使用，從而減少機動車尾氣排放;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，進而避免機動車低速行駛帶來的額外能耗和排放。所以我們提出假設：推行共享單車、共享汽車和軌道交通可以改善空氣質量。

2、模型假設

本文采用斷點回歸的方法來評估，此方法區分實驗變量和其他一些連續變化的變量的影響，從而能夠準確估計實驗變量對空氣質量變化的影響。實驗認為其他可能影響到空氣質量的因素在三類出行方式的引入過程中是連續的，若空氣質量在引入交通工具的前后發生了突變，那么這是由綠色出行方式的引入造成的，即此措施有效;若空氣質量無突變則無效。

具體模型設定如下：

其中，下標 t 表示為該數據所對應的日期 ，y 為監測空氣質量的幾種污染物日平均濃度，包括空氣質量指數 （AQI）， CO、NO2、PM 10 、PM2.5、O3和 SO 2 濃度（其中AQI為綜合型指數，SO2與機動車尾氣排放無關與工業污染相關作為反事實驗證）。GreenTravelOpen 為虛擬變量，表示是否引入三者，其回歸系數β1正是本文考察的改善效應。T 為執行變量，表示距離引入的天數，引入當天為 0，之前為負之后為正。本文選取前后 30 天寬帶。f（T） 表示 T 的多項式，本文選取二次項（相比于高次多項式，這能為斷點附近樣本給予更大的權重）。此外，還控制了一些影響空氣質量的解釋變量 X ，包括天氣變量 （是否有雨雪、日最高氣溫、日最低氣溫、風速），節假日變量（包括法定節假日、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、數據和統計分析

1、數據來源

本文天氣數據同樣來自2345天氣網，AQI及六種主要污染物數據來自真氣網，時間為2013 年12月1日至2019年1月31日，節假日變量來自國務院辦公廳節假日安排，限號時間和供暖時間由西安市政府發布的相關政策整理而來。

2、統計分析

2013年12月1日至2019年1月31日，西安先后出現四種主流共享單車，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，采用局部加權回歸散點平滑法繪制了AQI隨著時間變化的趨勢圖（圖1）。結果顯示在共享單車、共享汽車和地鐵開通前AQI呈現上漲趨勢，在斷點后有明顯的下降趨勢。單獨來看，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量狀況表現出了改善效果，AQI在斷點前后出現了明顯的跳躍，符合斷點回歸方法要求。

四、實證檢驗

1、基準回歸結果

表 1 列出了基于日度污染數據擬合時間趨勢時的斷點回歸的估計結果。回歸結果顯示：總體效應中，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AQI、PM10的變化在5%的水平上顯著為負，且NO2在1%水平上顯著為負，且作為反事實的SO2不顯著，所以說明引進三者后改善了大氣質量，支持假設。

2、穩健性檢驗和內生性分析

（1）調整帶寬的結果。在斷點回歸中由于帶寬選擇會產生不同結果。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 作為帶寬進行回歸，現將帶寬縮小至 25作為穩健性檢驗，模型選擇不變 （結果如表2中①②③④所示） 。在帶寬為25天的情況下回歸結果顯示：總體效應中，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，且作為反事實驗證的SO2不顯著，所以支持假設。

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

（3）控制變量的連續性。斷點回歸法要求所選取的控制變量在斷點處必須是連續的，或者說控制變量在斷點處不存在跳躍。表3為回歸結果。總體來看，各控制變量系數均未出現顯著負效應，說明控制變量在斷點附近不具有跳躍性。

五、總結和建議

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

實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，改變人們的出行觀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，考慮到西安地區僅有四條地鐵線共計132千米，建議增設軌道出行方式。此方面可以借鑒日本東京的經驗，東京人口眾多且密集，但得益于其發達的軌道交通該地區交通并不擁堵。同時政府通過鼓勵自行車出行、完善基礎設施等方式促使出行方式改變，促進自行車出行替代私家車出行。中國大多數城市雖已開通自行車公共系統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了停放混亂、廢車占地等問題的出現，給城市治理帶來極大挑戰。因此，政府應該一方面增加軌道交通建設，大力發展新能源汽車，增加綠色環保的共享出行方式的投入。另一方面政府應該加強對市場型共享出行方式規范和引導，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量。

【參考文獻】

[1] 李文興，尹帥. 城市軌道交通成本構成分析[J]. 交通運輸系統工程與信息， 2012（2）9-14.

[2] 田鵬山，曹軍驥，韓永明，張寧寧，張蓉，劉隨心.關中地區冬季PM_（2.5）中碳氣溶膠的污染特征及來源解析[J].環境科學，2016.37（02）.427-433.

[3] Davis，L.W.The effect of driving restrictions on air quality in Mexico City[J]. Journal of Political Economy，2008（1） .

[4] Sun，C.，S.Zheng，R.Wang.Restricting driving for better traffic and clearer skies： Did it work in Beijing？[J].Transport Policy，2014.32.

[5] 袁曉玲，李浩，楊萬平.機動車限行政策能否有效改善西安市的空氣質量？[J].統計與信息論壇，2018.33（06）107-114.

[6] Chen，Y. ，A. Whalley. Green infrastructure： The effects of urban rail transit on air quality[J]. American Economic Journal： Economic Policy，2012（1）.

[7] 梁若冰，席鵬輝. 軌道交通對空氣污染的異質性影響——基于 RDID 方法的經驗研究[J].中國工業經濟，2016（3）.

[8] 張英杰，鄭思齊，王銳.軌道交通建設能否真正促進“綠色”出行？ ——基于北京市微觀調查樣本的實證研究[J].世界經濟文匯，2015（3） .

[9] Yu，B.，Y.Ma，M.Xue，et al.Environmental benefits?from ridesharing： A case of Beijing[J].Applied Energy，2017.191.

[10] 周楊，張冰琦，李強 等.公共自行車系統選址適宜性評價——以北京市地鐵 1 號線為例[J].城市問題.

【作者簡介】

李玉芝（1994—），山東日照人，西北大學經濟管理學院碩士研究生，研究方向：環境經濟學.