轨道交通建设与空气质量改善.pdf
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1、轨道交通建设与空气质量改善闫 彪 童智超 郑家宝(中南财经政法大学 经济学院湖北 武汉)作者简介:闫 彪()男河北张家口人中南财经政法大学西方经济学专业 级硕士研究生童智超()男湖北黄石人中南财经政法大学西方经济学专业 级硕士研究生郑家宝()男河南驻马店人中南财经政法大学西方经济学专业 级硕士研究生 摘要:兴建轨道交通被认为是当前一项能够以较低的社会福利损失为代价解决交通拥堵和空气污染问题的有效措施然而传统回归研究存在无法解决内生性所导致的估计偏误问题的限制 本文运用断点回归()模型对全国 年至 年间新开通的 条轨道交通线路在 个城市的空气污染影响进行了研究 研究结果显示轨道交通的开通有利于促
2、进空气污染水平的下降 此外本文还考察了轨道交通减排效应在不同城市异质性的表现发现随着城市的人口规模、经济水平的提升污染治理效应得到了增强 此外研究还揭示了轨道交通与共享单车的治污效果存在规模效应表明当前我国的城市轨道交通与共享单车的建设尚未达到饱和状态 最后以武汉市为例本文还对共享单车和轨道交通的协同减排机制进行了分析 研究发现共享单车很好地满足了出行者在轨道交通系统中的“最后一公里”接驳需求并且增强了轨道交通的减排效益为共享单车的减排研究提供了一条新的研究路径关键词:轨道交通空气污染断点回归共享单车社会的生产与生活活动严重受到空气污染问题的影响 有研究显示空气质量污染将危害公众身体健康安全引
3、发心血管、呼吸道等方面的疾病据环境监测官方公布的城市环境报告显示 年到 年底存在空气污染问题的城市比例高达.城市空气污染问题已经成为阻碍新时代城市运行秩序中不可忽视安全隐患在空气污染现象日益受到政府与学术界重视的社会大背景下私家车排放的交通尾气是重要的城市污染来源这一点已经被学术界广泛认同且其污染源占比不可忽视而相比之下公共交通特别是轨道交通凭借其集约性、节能性的优点成为了解决空气污染与交通方便两难问题的绝佳方式 据 年城市发展报告显示全国共有 个城市开通了轨道交通共 公里的轨道交通运营线路 个城市开通了共享单车项目其配套基础设施满足了共享单车的日常运营 可以说兴建轨道交通、共享单车出行逐步成
4、为了一股热潮越来越多的城市开始兴建公共交通并充分挖掘其环境减排效应学术界如何看待公共交通的减排效应?轨道交通的减排效应已得到学者的证明梁若冰和席鹏辉发现兴建轨道交通会产生良好的环境效益且其环境效益具有城市异质性但梁与席的研究只分析了轨道交通的环境减排效应而缺乏对其他公共交通减排效应的探讨特别是共享单车大量在城市运营的社会背景下共享单车是否也是改善城市空气质量的有效措施还没有明确的答案 因此如何准确识别与测量城市轨道交通、共享单车的环保效应及其交互影响成为了一个急需解决的问题 基于此本文以 年 个城市为样本以城市轨道交通、共享单车作为研究对象考虑人口、经济、空气污染等异质效应构建断点回归实验(简
5、称)主要回答的问题是:开通轨道交通与运营共享单车会不会改善城市空气质量?两者是否存在协同效应?年第 期 经济与金融除此之外本文在控制城市自然条件的基础上考察不同人口、污染情况的城市开通新线路、共享单车的减排效应是否存在差异以期为不同城市发展轨道交通与共享单车提供一定的参考建议一、文献综述与理论假说(一)传统减排措施的局限性城市污染问题是政府极为关注的民生问题之一 一般来说政府当局采取三种内部化污染的措施包括排污权交易、行政管制和庇古税 然而在我国由于排污权交易市场成立时间短且缺乏经验目前主要采取行政管制和庇古税的措施 因此中国学者对城市环境治理的关注主要集中在行政管制和庇古税收方面在行政管制方
6、面国内外政府主要采取限行限购等政策来改善空气质量 一些研究表明限制出行措施的实施前北京市超过 的私家车对大气污染的贡献率高达一半是影响空气质量的主要因素之一限行措施实施后该市的机动车日均减排量达到 吨空气质量明显改善 然而也有学者认为短期内限制出行政策能够改善空气质量但长期来看这种政策的效果会减弱 墨西哥的数据研究发现限行政策并没有改善空气质量反而使汽油使用量增加此外 还认为限行政策扭曲了居民行为公共交通的使用没有增加限行政策未达到预期效果这些研究表明环境管制政策存在局限性可能扭曲市场行为并削减福利对污染治理效果也不理想庇古税费政策通常通过征收燃油税以提高燃油价格来减少消费 虽然这种政策对社会
7、福利的冲击较小且在发达国家的研究发现燃油税可以有效改善空气质量 然而在我国私家车保有量迅速增长的情况下消费者对汽油价格变动的弹性较小 对中国城市的研究发现通过提高燃油价格来改善空气质量并没有显著影响整体汽车使用量为了实现帕累托最优传统的清洁政策主要集中于将污染的外部性内部化消费者的日常消费中 然而这种政策可能总体效果不理想并导致一定的福利损失 因此发展以共享单车、城市地铁为代表的公共交通成为了一举两得的解决方案 目前对轨道交通环保效益的研究主要集中在经济效益等方面对空气质量改善的影响研究相对较少 对于轨道交通的环境效益有两个主要理论:交通转移理论和交通创造理论 交通转移理论是指轨道交通改变了出
8、行者使用私家车、出租车的出行习惯转而使用公共交通促进了减排效应的实现 交通创造理论强调建设以轨道交通为代表的公共交通本身也会带来一定的污染其短时间内所带来的减排效应具有不确定性(二)交通转移理论目前学者普遍支持交通转移理论 许楠希通过测算分解发现轨道交通是目前最低碳的公共出行方式有效支持了交通转移理论从运营成本的角度来看 等通过对美国和英国主要城市参数的测算发现公共交通具有低廉的成本优势为社会福利带来可观的增益 进一步降低成本将显著提高福利水平在交通拥堵方面 等对洛杉矶地铁工人罢工对交通拥堵的影响进行了实证分析发现轨道交通停运导致路面交通拥堵程度增加了 进一步证明了轨道交通对路面交通的替代效应
9、在空气污染方面杨小聪等在控制了影响排放的主要因素后运用断点回归检验发现南京轨道交通的开通显著降低了空气污染指数和部分污染物的水平从一定程度上表明轨道交通建设对城市交通的减排起到了作用梁若冰等在认同轨道交通是解决城市污染问题的措施的基础上通过 方法得出轨道交通减排的原因是通过替代低效率高耗能的私家车和出租车实现的冯国强等也通过数据分析发现当城市人口规模小于 万或者在 万之间时轨道交通的减排效果最为显著(三)交通创造理论一些学者对于交通转移理论持有不支持的观点 例如 等和李婉等的研究未能找到直接证据支持 中南财经政法大学研究生论丛 年第 期轨道交通建设对减少私家车使用的影响 冯国强和李菁通过数据分
10、析发现在省会城市人口规模在 万到 万之间时轨道交通建设并没有明显改善路面拥堵情况此外高明和陈丽强对轨道交通和 对空气质量的联合影响进行了研究发现环保效应不会受新开通的 影响机制的影响 从理论上讲两者都属于中远距离的城市公共交通运输没有明显的联合机制近年来共享出行方式逐渐兴起有效地满足了居民的中短途出行需求 它与轨道交通等城市内远途通勤的出行方式之间具有明显的互补作用 例如共享单车可以扩大传统自行车与轨道交通之间的无缝连接功能满足公共交通最后一公里的末端交通需求因此本文进一步研究了轨道交通和共享单车在减少空气污染方面的协同效应(四)理论假说目前学者对于轨道交通的交通转移理论和交通创造理论都具有合
11、理的机制以及数据结论支撑因此对于其减排效益并未形成公认的倾向有必要在现有研究的基础上扩大研究对时间和地域范围进行扩充形成具有国家视角的结论 但我国一、二线城市间由于经济水平、人口规模等城市指标存在较大差异开通轨道交通可能导致不用的减排效益这也是可能导致现有文献还未存在统一结论的主要原因因此本文对不同城市的轨道交通减排效益进行了分类对比分析 一般来讲多种公共出行方式之间往往存在一定的相互影响因此本文尝试厘清共享单车的开通对轨道交通减排效益的影响机制并对其减排效益的差异进行实证分析 本文提出假说、:轨道交通的开通有利于城市空气环境的优化:轨道交通对空气质量的改善具有明显的城市异质性和规模效益即在不
12、同城市规模和原有里程时每新开通一公里地铁所带来的减排效益具有差异:共享单车的出现能满足使用轨道交通出行者的无缝接驳功能可以显著增加新建轨道交通的环境效益二、模型构建与数据说明(一)模型构建断点回归()模型可以用来评估处理效应的作用并且可以处理遗漏变量的问题 本文的分析主要集中于验证一个准确时间短期内的处理效应因此可以将气象条件(短期内概率分布为均值)的变量视为相同即因变量只受到轨道交通的开通这一个条件所影响故可将开通前后一段时间看作局部随机分组考察在断点两侧的分布是否有显著的差异 模型设定如下:()其中 为 城市第 天空气质量表示轨道交通通车距离变量反映城市目前拥有的轨道交通距离 为距离通车天
13、数通车前 为负值通车后 为正值 在时间 的多项式上分别回归 阶多项式(即)依据()值进行多项式的优化选择发现当时间 为 阶多项式时的 值最小因此本文的估计结果均选用 阶多项式结果 本研究关注的是 的估计值其表示通车前后的空气质量变动 为天气变量包括日均气温、风速、相对湿度、是否有雨()表示城市时间趋势项为城市的个体固定效应为随机扰动项虽然时间 估计可以很好的处理遗漏变量的问题但依然不能彻底排除被解释变量在断点处由于其他不可观测变量导致的突变问题 因此本文采用 估计进行安慰剂检验以某城市开通轨道交通时的断点作为处理组同一时点其他未开通轨道交通的城市作为对照组设定如下 回归方程:()年第 期 经济
14、与金融其中 是区分处理组和对照组的虚拟变量在某时点上开通轨道交通的城市为 未开通轨道交通的城市为 在安慰剂检验中其中 的估计值其捕获了轨道交通开通时导致的污染减排效益相对于未开通城市变动的差异(二)数据来源和说明本文主要分析对象为 年期间 个城市新开通的 条轨道交通(年全国各指标受疫情影响较大不纳入分析)城市人口、经济水平分组的城市辖区常住人口、人均 数据来源于 数据平台 空气污染指数()的数据来自于环保部 年发布的新环境空气质量标准()气象数据包括气温()、风速()、降雨量()、相对湿度()来源为中国气象数据网 描述性统计如表 表 主要变量描述性统计变量含义单位样本数均值标准差空气污染指数.
15、轨道交通开通距离.是否开通轨道交通().距离开通时间天.温度.风速./.湿度.降雨量.是否有雨().三、实证分析(一)基准回归本文首先绘制了新开通的 条轨道交通通车前后 天的 散点图像并用九阶多项式对散点进行拟合(图)以便于观察散点在轨道交通开通前后出现的断点情况其中垂直实线表示轨道交通开通的分界线纵轴表示 指数的值横轴表示轨道交通开通天数负值表示轨道交通还未开通 可以看出空气质量在轨道交通开通后出现明显的向下跳跃的断点除此以外 的值在开通轨道交通后呈现一个明显的下降趋势表明轨道交通在开通前后对 造成了一定的相关影响周国治在对长沙市空气质量进行节假日效应研究后发现人们生活的集体性变化对空气质量
16、可能产生一定的影响节假日可能是影响空气质量的关键因素因此对模型进行了节假日效应控制即开通时间不在节假日记为 开通时间正好为节假日记为 徐艳娴在区分中国南北城市冬季供暖方式的研究中发现供暖期可能是影响空气质量变化的又一个显著的因素北方冬季供暖消耗的化石能源产生的污染明显降低了空气质量因此本文还对模型进行了供暖期控制即轨道交通开通时间未在供暖期记为 开通时间正好是供暖期记为表 显示了模型在九阶拟合时的断点回归估计结果 结果表明轨道交通的开通对 的值产生了一个显著的负向效应即开通轨道交通的开通产生了显著的减排效益 中南财经政法大学研究生论丛 年第 期图 轨道交通通车前后 天 拟合图表 基准回归因变量
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