武漢市私人小汽車(chē)容量預(yù)測(cè)及環(huán)境問(wèn)題研究

趙文斌，李 杰，余訓(xùn)民 （武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢430073）

武漢市作為特大型城市，近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量遞增，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量每4～5年翻一番，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)在未來(lái)20年內(nèi)不會(huì)改變。由于城區(qū)道路建設(shè)、交通管理、公共交通服務(wù)等軟硬件建設(shè)未能跟上，致使交通堵塞嚴(yán)重，車(chē)流密度大，機(jī)動(dòng)車(chē)排氣污染加重了道路上的大氣污染程度，汽車(chē)尾氣對(duì)人體健康的影響越來(lái)戟大。也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有專(zhuān)家學(xué)者將生態(tài)足跡模型運(yùn)用于交通運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展研究，從環(huán)境生態(tài)角度分析討論各種交通方式對(duì)所在地區(qū)交通的不同影響，揭示城市交通可持續(xù)發(fā)展的矛盾。應(yīng)用生態(tài)足跡的方法可以更加直觀的看到私人汽車(chē)發(fā)展對(duì)城市環(huán)境及資源的影響［1］。下面，筆者對(duì)武漢市私人小汽車(chē)的未來(lái)保有量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并對(duì)其所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了研究。

1 私人小汽車(chē)生態(tài)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(gè)階段生態(tài)足跡占用情況，所以歷來(lái)作為研究交通生態(tài)足跡的主流方法。武漢市私人小汽車(chē)數(shù)量較大，而且各種車(chē)型的基本數(shù)據(jù)各不相同，為了簡(jiǎn)化研究，選取一種在武漢市私人小汽車(chē)中占有率較高的一種車(chē)型作為研究對(duì)象，其基本的技術(shù)參數(shù)如下：整車(chē)裝備1855kg，最大車(chē)速205km／h，每百公里等速耗油5.9L，燃燒汽油類(lèi)型為93＃汽油，排量為1997ml。

根據(jù)生命周期理論［2］，將私人小汽車(chē)生命周期進(jìn)行劃分為4個(gè)基本階段：①汽油生產(chǎn)階段；②原材料生產(chǎn)階段；③汽車(chē)制造階段；④汽車(chē)使用階段。根據(jù)每個(gè)階段收集得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得出私人小汽車(chē)各生命周期的生態(tài)占用，具體計(jì)算方法參見(jiàn)文獻(xiàn) ［2］，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 武漢市私人小汽車(chē)生態(tài)足跡

2 武漢市私人小汽車(chē)保有量預(yù)測(cè)

國(guó)內(nèi)已有許多學(xué)者對(duì)于城市的小汽車(chē)擁有量進(jìn)行過(guò)預(yù)測(cè)，使用很多不同的方法，其中基于時(shí)間序列的預(yù)測(cè)模型具有直觀可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，故筆者對(duì)于武漢市私人小汽車(chē)未來(lái)保有量采用該模型進(jìn)行預(yù)測(cè)武漢市2015年的小汽車(chē)保有量，其基本數(shù)據(jù)來(lái)源于武漢市2010統(tǒng)計(jì)年鑒，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果可以計(jì)算得出，武漢市私人小汽車(chē)數(shù)量年增長(zhǎng)率為17.8%，每過(guò)4年小汽車(chē)的保有量就增長(zhǎng)一倍，增速較快，到達(dá)2015年私人小汽車(chē)數(shù)量已超過(guò)50萬(wàn)輛，這將會(huì)進(jìn)一步加大對(duì)武漢市城市交通的壓力，同時(shí)對(duì)環(huán)境及資源的需求也會(huì)消耗極大，而武漢市在2004年到2005年間私人小汽車(chē)的增速一度達(dá)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(jīng)分析是國(guó)際油價(jià)的不斷提高、政府相關(guān)限制政策的出臺(tái)等多種因素共同作用的結(jié)果。

表2 武漢市2015年的小汽車(chē)保有量

3 武漢市私人小汽車(chē)生態(tài)足跡與生態(tài)承載力對(duì)比

武漢市私人小汽車(chē)的生態(tài)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(gè)因素有關(guān)［3］，筆者分別對(duì)這些因素基于時(shí)間序列的預(yù)測(cè)以進(jìn)一步探討武漢市私人小汽車(chē)的發(fā)展過(guò)程中可能面臨的環(huán)境問(wèn)題。利用表1數(shù)據(jù)，參考武漢市年鑒私人轎車(chē)的保有量 （見(jiàn)表2），同時(shí)假設(shè)私人轎車(chē)的使用年限為15年，武漢市生態(tài)承載力數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn) ［3］，預(yù)測(cè)私人小汽車(chē)生態(tài)足跡總量，結(jié)果見(jiàn)表3。

從計(jì)算結(jié)果中可以看出，從2003年到2015年武漢私人小汽車(chē)的生態(tài)足跡占武漢市總體的生態(tài)承載力比例逐年提高，說(shuō)明其對(duì)環(huán)境的影響逐年增大，但是用此數(shù)據(jù)卻無(wú)法合理判定私人小汽車(chē)的數(shù)量發(fā)展對(duì)武漢市城市的影響大小。故筆者將環(huán)境因素作為限制私人小汽車(chē)數(shù)量的主要因素，以計(jì)算武漢市私人小汽車(chē)數(shù)量的合理數(shù)量。

表3 武漢市私人小汽車(chē)生態(tài)足跡總量

4 私人小汽車(chē)污染物年排放總量和污染指數(shù)計(jì)算

1）私人小汽車(chē)的污染物年排放總量 私人小汽車(chē)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(chē)排放的主要污染物進(jìn)行計(jì)算。數(shù)據(jù)的選用采用文獻(xiàn) ［1］中私人小汽車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

各污染物在計(jì)算年內(nèi)汽車(chē)的地面濃度［4］的計(jì)算公式為：

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

以預(yù)測(cè)的武漢市2015私人小汽車(chē)數(shù)量計(jì)算得出各污染物地面濃度，結(jié)果見(jiàn)表4。

2）污染指數(shù) 污染指數(shù)是判定污染物是否超標(biāo)的標(biāo)桿，其各污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)值均采用國(guó)家對(duì)于各污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)［5］。其計(jì)算公式為：

具體的判斷方法為：若I≤1，則汽車(chē)污染濃度不超過(guò)限值；I＞1，則汽車(chē)污染物濃度超過(guò)了限值。經(jīng)計(jì)算，各污染物污染指數(shù)見(jiàn)表5。計(jì)算結(jié)果表明，在現(xiàn)有環(huán)境容量下，NOx及THC達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是CO排放量達(dá)不到，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。故應(yīng)采取相應(yīng)的措施限制私人小汽車(chē)的數(shù)量發(fā)展，以使環(huán)境能夠達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。

表4 各污染物排放量及地面濃度

表5 污染物污染指數(shù)

5 減少私人汽車(chē)對(duì)武漢市環(huán)境影響對(duì)策

1）大力發(fā)展現(xiàn)代化的城市公共交通 私人汽車(chē)是城市交通中單位乘客運(yùn)行成本最高的交通工具，這種成本不僅僅表現(xiàn)在車(chē)主個(gè)人使用的成本上同時(shí)還表現(xiàn)在私人對(duì)于城市的社會(huì)成本上，隨著武漢市私人轎車(chē)的數(shù)量不斷的增加，武漢市的交通道路負(fù)擔(dān)也會(huì)不斷的增大。而現(xiàn)代化的城市交通是緩解城市交通擁擠的有力手段，根據(jù)有些文獻(xiàn)資料研究表明地鐵是各種城市交通工具中生態(tài)足跡占用最小。城市的在擴(kuò)張有限的情況下，公共交通可以更加充分的發(fā)揮城市交通設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

武漢市近些年也開(kāi)始大力發(fā)展城市軌道交通，輕軌、地鐵都已開(kāi)始運(yùn)行，但是也應(yīng)重視其中潛在的一些問(wèn)題，我國(guó)一些大城市地鐵早已開(kāi)通，但卻并未解決城市交通擁擠的現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(duì)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(duì)較低，武漢市政府在這些方面應(yīng)該引起足夠的重視。

2）優(yōu)先發(fā)展節(jié)能型汽車(chē) 武漢市政府應(yīng)按照可持續(xù)發(fā)展政策的戰(zhàn)略，優(yōu)先發(fā)展節(jié)能型汽車(chē)。武漢市可以指定較高的汽車(chē)技術(shù)門(mén)檻例，借此推動(dòng)技術(shù)水平較低的汽車(chē)升級(jí)換代，同時(shí)政府也應(yīng)該盡量引導(dǎo)消費(fèi)者選擇柴油天然氣汽車(chē)，解決城市交通汽油車(chē)溫室氣體排放的問(wèn)題，柴油汽車(chē)不僅燃燒效率更高，并且在汽車(chē)尾氣的排放上也較汽油汽車(chē)低，政府在這個(gè)問(wèn)題上可以制定高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)，柴油汽車(chē)或其他溫室氣體排放量較小的汽車(chē)類(lèi)型。

［1］史占國(guó)，張國(guó)方 .汽車(chē)生態(tài)足跡探尋 ［J］.汽車(chē)工業(yè)研究，2006 （11）：42－44.

［2］任玉瓏，朱麗娜，韓唯健，等 .柴油汽車(chē)生命周期3E評(píng)價(jià) ［J］.產(chǎn)業(yè)觀察，2005（5）：82－86.

［3］劉義軍，盧武強(qiáng)，李榮 .湖北省生態(tài)足跡計(jì)算與分析 ［J］.華中師范大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2004，38（2）：259－262.

［4］陳紅 .環(huán)境容量下城市汽車(chē)擁有量預(yù)測(cè) ［J］.西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18（3（B））：272－275.

［5］藍(lán)霞，王偉 .對(duì)家用轎車(chē)生態(tài)包袱和生態(tài)足跡的分析 ［J］.中共青島市委黨校青島行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（5）：16－18.