低碳經(jīng)濟(jì)與交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展
——基于國(guó)家中心城市數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

黃 羿，常向陽

（廣州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

交通運(yùn)輸業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先導(dǎo)性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是燃料燃燒碳排放的主要來源。數(shù)據(jù)顯示，2016年全球燃料燃燒碳排放總量的24.34%來自交通運(yùn)輸部門，僅次于電力和熱力生產(chǎn)部門的碳排放量[1]。為此，在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)對(duì)氣候變化的過程中，交通運(yùn)輸業(yè)成為了眾多國(guó)家關(guān)注的重要對(duì)象[2]。我國(guó)將交通運(yùn)輸部門列為中長(zhǎng)期節(jié)能減排工作的戰(zhàn)略性重點(diǎn)領(lǐng)域，并將交通運(yùn)輸業(yè)確定為以低碳排放為特征的三大產(chǎn)業(yè)體系之一，制定目標(biāo)任務(wù)推動(dòng)建立低碳交通運(yùn)輸體系發(fā)展現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)[3]。同時(shí)，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)陸續(xù)開展低碳城市試點(diǎn)和低碳交通運(yùn)輸體系試點(diǎn)工作，不斷結(jié)合低碳經(jīng)濟(jì)探索交通運(yùn)輸業(yè)的低碳發(fā)展模式。以節(jié)能減排為目標(biāo)發(fā)展低碳交通運(yùn)輸業(yè)的首要任務(wù)，在于核算交通運(yùn)輸業(yè)碳排放量并量化分析其影響因素，而被納入低碳城市試點(diǎn)的國(guó)家中心城市則成為了最具代表性的研究對(duì)象。

國(guó)家中心城市處于我國(guó)城鎮(zhèn)體系的最高層級(jí)，在國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)、交流以及全國(guó)城鎮(zhèn)化、交通、信息網(wǎng)絡(luò)、文化等建設(shè)發(fā)展方面處于核心組織地位，并發(fā)揮著重要的引導(dǎo)作用[4]。北京、天津、上海、廣州和重慶是住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部確立的首批國(guó)家中心城市，并陸續(xù)成為低碳城市試點(diǎn)。以以上五個(gè)國(guó)家中心城市為研究對(duì)象，計(jì)算交通運(yùn)輸業(yè)碳排放量并分析其影響因素，不僅可以為國(guó)家中心城市及其他城市低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供思路，也是保障國(guó)家中心城市有效發(fā)揮各項(xiàng)組織功能推進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵依據(jù)。

一、研究概述

交通運(yùn)輸業(yè)碳排放量可由交通運(yùn)輸業(yè)能源消耗量與對(duì)應(yīng)的碳排放系數(shù)相乘得到[5]。然而，受能源消耗量獲取方法的影響，交通運(yùn)輸業(yè)碳排放（文中簡(jiǎn)稱交通碳排放）核算方法主要可以概括為以下三種：一是能源消耗量直接采用研究區(qū)交通運(yùn)輸業(yè)終端能源消費(fèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該方法主要用于國(guó)家或地區(qū)的整體研究[6-7]。二是由不同交通運(yùn)輸工具保有量、行駛里程、單位里程能耗量相乘得到能源消耗量，該方法較多使用在公路運(yùn)輸碳排放量計(jì)算中[8-9]。三是綜合前兩種方法的思路，通過各類交通方式的換算周轉(zhuǎn)量和能耗強(qiáng)度計(jì)算能源消耗量[10]，該方法常用于不同交通方式碳排放量的比較研究中[11-13]。

分析交通碳排放影響因素的研究方法包括面板數(shù)據(jù)模型、非參數(shù)回歸模型、可拓展隨機(jī)性的環(huán)境影響評(píng)估模型、結(jié)構(gòu)分解法、指數(shù)分解法、對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法和主成分分析法等[14]。其中，對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法（LMDI）因具有分解完全、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為應(yīng)用較為廣泛的方法[15-16]。綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，可將交通碳排放影響因素及指標(biāo)概括如下[13，16-21]：（1）碳排放強(qiáng)度因素，即能源碳排放強(qiáng)度或單位運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量碳排放強(qiáng)度；（2）能源消耗因素，如：不同交通方式的內(nèi)部能源結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、單位GDP能耗量或單位運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量能耗量等；（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素，包括行業(yè)比重、單位GDP的運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量、人均GDP等；（4）交通運(yùn)輸組成因素，包括交通結(jié)構(gòu)和交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（5）其他因素，即人口總量、交通運(yùn)輸總量、人均車輛擁有量等。其中，因數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素的研究相對(duì)較少。同時(shí)，基于交通運(yùn)輸?shù)男枨蟪潭?，還應(yīng)補(bǔ)充考慮區(qū)域面積或人口密度等因素。

目前，國(guó)家中心城市交通運(yùn)輸業(yè)低碳發(fā)展影響因素的相關(guān)研究多以某個(gè)城市為研究對(duì)象，也有少量研究圍繞京津冀區(qū)域或京、津、滬、渝四個(gè)直轄市開展，而從城鎮(zhèn)體系最高層級(jí)的視角對(duì)國(guó)家中心城市進(jìn)行的總體研究基本空缺[22-26]。且在已有相關(guān)研究中，計(jì)算交通碳排放量所需的能源消耗量以終端能源消費(fèi)數(shù)據(jù)為主，既無法比較不同交通運(yùn)輸方式的碳排放量，也無法分析交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響效應(yīng)。同時(shí)，大多數(shù)研究聚焦在能耗強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、人口數(shù)量、運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量等影響因素上，尚未考慮與交通需求相關(guān)的區(qū)域面積或人口密度因素。針對(duì)以上問題，本文將北京、天津、上海、廣州和重慶五個(gè)國(guó)家中心城市作為研究對(duì)象，基于數(shù)據(jù)可獲取性和便于比較等因素選取2005-2016年作為研究時(shí)段，根據(jù)不同交通運(yùn)輸方式核算各市的交通碳排放量，綜合一般分析因素及交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)和人口密度因素建立交通碳排放影響因素模型，并運(yùn)用LMDI分解方法分析對(duì)比不同因素的影響效應(yīng)，為低碳經(jīng)濟(jì)背景下國(guó)家中心城市交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展提供實(shí)證依據(jù)。

二、研究方法

（一）碳排放核算方法

為了便于研究交通結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響，在此通過各交通方式的換算周轉(zhuǎn)量、能耗強(qiáng)度及各能源碳排放系數(shù)，核算國(guó)家中心城市的交通碳排放量，計(jì)算公式如下：

式中，C為研究區(qū)交通碳排放量，Cij為i種交通方式消耗j種能源的碳排放量，Vij為i種交通方式消耗j種能源產(chǎn)生的換算周轉(zhuǎn)量，EIij為Vij的能耗強(qiáng)度，即單位換算周轉(zhuǎn)量的能耗量，CIij為i種交通方式j(luò)種能源的碳排放強(qiáng)度，也稱作碳排放系數(shù)。其中，交通運(yùn)輸方式i包括公路、鐵路、航空和水路四種類型。根據(jù)實(shí)際情況，公路運(yùn)輸主要消耗汽油和柴油，鐵路運(yùn)輸中內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車分別消耗柴油和電力，航空運(yùn)輸以航空煤油為主要能源，水路運(yùn)輸中內(nèi)河運(yùn)輸主要消耗柴油，沿海與遠(yuǎn)洋運(yùn)輸則主要消耗燃料油[10]。雖然多數(shù)相關(guān)研究不考慮電力碳排放量，但目前我國(guó)電力供應(yīng)以火電為主，在此將電力消費(fèi)量通過供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量，并由國(guó)家發(fā)改委建議的碳排放系數(shù)計(jì)算碳排放量[27-28]。除電力外，i種交通方式j(luò)種能源的碳排放強(qiáng)度可由其單位熱值NCVij、單位熱值含碳量ECij和其燃燒過程碳氧化率OEij相乘得到[29]，即：

（二）因素分解方法

在式（1）基礎(chǔ)上，考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r以及較少研究的交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)和人口密度因素，建立交通碳排放影響因素模型如下：

其中，Cij、Vij與式（1）中的含義相同，Eij表示i種交通方式對(duì)j種能源的消耗量，Vi為第i種交通方式的換算周轉(zhuǎn)量，V為研究區(qū)交通運(yùn)輸?shù)目倱Q算周轉(zhuǎn)量，GDPT表示交通運(yùn)輸業(yè)的增加值，GDP、P和S分別表示研究區(qū)的地區(qū)生產(chǎn)總值、常住人口和區(qū)域面積。式中，Cij／Eij與Eij／Vij即為式（1）中的CIij與EIij，可用CI和EI分別表示碳排放強(qiáng)度和能耗強(qiáng)度因素；同時(shí)，將Vij／Vi記作TIij，表示i種交通方式消耗j種能源產(chǎn)生的換算周轉(zhuǎn)量占i種交通方式換算周轉(zhuǎn)量的比重，并將TI稱作交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素；Vi／V記作TSi，是i種交通方式換算周轉(zhuǎn)量占總換算周轉(zhuǎn)量的比重，并用TS表示交通結(jié)構(gòu)因素；V／GDPT記作TG，表示行業(yè)效率因素；GDPT／GDP記作GS，表示行業(yè)比重因素；GDP／P和P／S分別記作GP和PI，表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口密度因素。

根據(jù)LMDI方法的加法分解模式可知[15，30]，t時(shí)期碳排放量Ct與基期碳排放量C0的差額△C可以表達(dá)為各因素引起的碳排放變化量之和，如式（4）所示。其中，各項(xiàng)因素引起的碳排放變化量計(jì)算過程可概括為式（5）-（7）三類：當(dāng)因素K為CI、EI和TI時(shí)，其引起的碳排放變化量由式（5）計(jì)算得到；當(dāng)因素K為TS時(shí)，其引起的碳排放變化量由式（6）計(jì)算得到；當(dāng)因素K為TG、GS、GP、PI和S時(shí)，其引起的碳排放變化量計(jì)算過程為式（7）。由于各類能源的碳排放強(qiáng)度均為固定值，同時(shí)研究期內(nèi)五個(gè)城市的面積未發(fā)生變化，因此碳排放強(qiáng)度與區(qū)域面積沒有引起碳排放量的變化。

三、數(shù)據(jù)來源與說明

（一）能源碳排放強(qiáng)度

由上文可知，交通運(yùn)輸業(yè)能耗主要包括汽油、柴油、航空煤油、燃料油和電力。其中，供電標(biāo)準(zhǔn)煤的碳排放強(qiáng)度取值國(guó)家發(fā)改委的建議系數(shù)[28]。取《綜合能耗計(jì)算通則》（GB／T2589-2008）中的平均低位發(fā)熱量為能源熱值[31]，并取《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》中的能源單位熱值含碳量和燃燒過程碳氧化率[29]，由式（2）計(jì)算得到汽油、柴油、航空煤油和燃料油的碳排放強(qiáng)度。同時(shí)，按照低位發(fā)熱量為29307千焦的能源折算1千克標(biāo)準(zhǔn)煤的方式，可得到各類能源的折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。

（二）能耗強(qiáng)度

假設(shè)五個(gè)城市同一交通方式的各類能耗強(qiáng)度相同，且優(yōu)先取用相關(guān)指標(biāo)的全國(guó)數(shù)據(jù)。在歷年《中國(guó)交通年鑒》和相關(guān)資料的基礎(chǔ)上[13]，參考2010-2012年《公路水路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、2013-2016年《交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《公路水路交通運(yùn)輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》[32]以及歷年《天津統(tǒng)計(jì)年鑒》中的相關(guān)數(shù)據(jù)及其變化率，可整理推算得到各年份客運(yùn)汽車和貨運(yùn)汽車分別在汽油和柴油方面的能耗強(qiáng)度，以及研究期內(nèi)內(nèi)河、沿海和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)哪芎膹?qiáng)度數(shù)據(jù)。鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車及航空運(yùn)輸?shù)哪芎膹?qiáng)度數(shù)據(jù)均取自歷年《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》，其中與電力機(jī)車能耗相關(guān)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗數(shù)據(jù)來源于歷年《中國(guó)電力年鑒》。

（三）換算周轉(zhuǎn)量

各地的旅客周轉(zhuǎn)量與貨物周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)主要取自歷年各地統(tǒng)計(jì)年鑒，并參考《北京市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》和《天津市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》進(jìn)行補(bǔ)充與調(diào)整。其中，旅客周轉(zhuǎn)量可通過客貨換算系數(shù)轉(zhuǎn)換成貨物周轉(zhuǎn)量，將其與貨物周轉(zhuǎn)量相加即得到換算周轉(zhuǎn)量。參考我國(guó)統(tǒng)計(jì)制度規(guī)定的客貨換算系數(shù)，鐵路、沿海和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸客貨換算系數(shù)為1，公路運(yùn)輸客貨換算系數(shù)為0.1，航空和內(nèi)河運(yùn)輸則分別取值0.072和0.33[12]。由于北京無水路運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，因此北京交通運(yùn)輸方式僅考慮公路、鐵路和航空。

在交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)的計(jì)算中，由于2005年以后國(guó)家不再單獨(dú)統(tǒng)計(jì)道路運(yùn)輸能耗，且其能耗結(jié)構(gòu)基本趨于穩(wěn)定[12]。在此通過2005年全國(guó)客運(yùn)汽油、柴油和貨運(yùn)汽油、柴油消費(fèi)量分別除以對(duì)應(yīng)的能耗強(qiáng)度數(shù)據(jù)[33]，計(jì)算各自的運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量，由此得到汽油車和柴油車的旅客周轉(zhuǎn)量比例以及二者的貨物周轉(zhuǎn)量比例。由以上比例分別乘以各年份的旅客周轉(zhuǎn)量與貨物周轉(zhuǎn)量，即可得到公路運(yùn)輸中不同能耗方式對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量。研究期間，內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車之和占全國(guó)鐵路總機(jī)車數(shù)的98%以上，在此通過歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中二者的比例及鐵路總換算周轉(zhuǎn)量，計(jì)算內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車對(duì)應(yīng)的換算周轉(zhuǎn)量。

（四）其他指標(biāo)

各地的交通運(yùn)輸業(yè)增加值、地區(qū)生產(chǎn)總值、常住人口數(shù)據(jù)分別來源于全國(guó)和各市統(tǒng)計(jì)年鑒，區(qū)域面積數(shù)據(jù)取自《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。其中，考慮數(shù)據(jù)可獲取性和實(shí)際情況，交通運(yùn)輸業(yè)增加值近似取值于交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)增加值，且與地區(qū)生產(chǎn)總值均已調(diào)整為2005年可比價(jià)數(shù)據(jù)。

四、結(jié)果與分析

（一）交通運(yùn)輸業(yè)碳排放量變化分析

1.碳排放量

2005-2016年，國(guó)家中心城市交通碳排放量變化趨勢(shì)如圖1所示，除天津外其他四個(gè)城市交通碳排放量均有所增長(zhǎng)，且重慶的增長(zhǎng)速度最快，其次依次為廣州、北京和上海。具體來看，重慶交通碳排放量由118.37萬噸上升至599.39萬噸，其中公路、鐵路、航空和水路運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕烤尸F(xiàn)了較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率分別為16.46%、11.61%、18.11%和13.02%。廣州交通碳排放量呈現(xiàn)持續(xù)上升狀態(tài)，由305.36萬噸上升至1077.80萬噸，其中公路與水路運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕吭龇噍^于鐵路、航空更加顯著，年均增長(zhǎng)率分別為16.20%和15.77%。北京交通碳排放量由254.56萬噸增加至443.06萬噸，其中公路、鐵路和航空運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕烤尸F(xiàn)總體增長(zhǎng)趨勢(shì)，平均增長(zhǎng)速度分別為5.70%、1.76%和5.16%。上海交通碳排放量在經(jīng)歷波動(dòng)增長(zhǎng)后從2012年起呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，其公路、鐵路、航空、水路運(yùn)輸碳排放量的年均增長(zhǎng)速度分別為12.20%、3.14%、5.49%和2.24%，交通碳排放量由2005年的475.54萬噸增加至2016年的795.23萬噸。研究期間，雖然天津公路、鐵路與航空運(yùn)輸碳排放量分別以9.77%、0.79%和16.44%的年均速度增長(zhǎng)，但水路運(yùn)輸碳排放量以16.35%的年均速度快速下降，導(dǎo)致天津交通碳排放量由257.38萬噸下降至243.30萬噸。

圖1 2005-2016年國(guó)家中心城市交通碳排放量變化趨勢(shì)

2.碳排放的組成結(jié)構(gòu)

研究期間，北京交通碳排放的組成結(jié)構(gòu)基本保持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，且交通碳排放的主要來源為航空運(yùn)輸，其碳排放量占總碳排放量比重的平均值為78.49%。天津交通碳排放組成結(jié)構(gòu)的變化非常顯著，總體表現(xiàn)為公路運(yùn)輸碳排放比重由24.50%持續(xù)增至72.29%，而水路運(yùn)輸碳排放比重由69.44%持續(xù)降至10.31%。相對(duì)于公路和航空運(yùn)輸碳排放比重的波動(dòng)上升，上海鐵路和水路運(yùn)輸?shù)奶寂欧疟戎鼐兴陆担液娇者\(yùn)輸碳排放比重逐步超過水路，二者在2016年分別為42.76%和39.40%。廣州鐵路和航空運(yùn)輸?shù)奶寂欧疟戎爻掷m(xù)下降，而公路和水路運(yùn)輸碳排放比重均呈現(xiàn)總體上升的趨勢(shì)，其中公路自2008年起成為交通碳排放的最主要來源，其碳排放比重在2016年達(dá)到46.64%。重慶公路運(yùn)輸碳排放比重基本保持穩(wěn)定狀態(tài)，研究期間平均比重高達(dá)73.73%，除航空運(yùn)輸碳排放比重小幅度上升外，鐵路和水路運(yùn)輸碳排放比重均出現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)。

（二）各因素對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)碳排放變化的影響

根據(jù)式（5）-（7）將研究期間各地交通碳排放逐年變化量分解成各因素的影響效應(yīng)，其中2005-2016年累計(jì)影響效應(yīng)如表1所示，具體分析內(nèi)容如下。

表1 2005-2016年各因素對(duì)國(guó)家中心城市交通碳排放的累計(jì)影響效應(yīng)（單位：萬噸）

1.能耗強(qiáng)度

計(jì)算結(jié)果顯示，研究期間能耗強(qiáng)度因素對(duì)五個(gè)城市的交通碳排放均產(chǎn)生了抑制作用，累計(jì)共減少碳排放量548.11萬噸。從交通運(yùn)輸方式來看，除鐵路運(yùn)輸促進(jìn)了碳排放量增加外，其他三項(xiàng)交通方式均對(duì)碳排放產(chǎn)生了負(fù)向效應(yīng)，且按累計(jì)效應(yīng)大小排序依次為航空、水路和公路。在鐵路運(yùn)輸中，內(nèi)燃機(jī)車的能耗強(qiáng)度以年均3.98%的速度增加，電力機(jī)車的能耗強(qiáng)度總體以年均0.08%的速度下降，二者共同引起鐵路運(yùn)輸綜合能耗強(qiáng)度由0.0358噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬噸公里緩慢增加至0.0433噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬噸公里，從而導(dǎo)致北京、天津、上海、廣州和重慶的交通碳排放量分別累計(jì)增加2.48萬噸、2.83萬噸、0.59萬噸、4.14萬噸和1.96萬噸。航空運(yùn)輸能耗強(qiáng)度由5.14噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬噸公里下降至3.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬噸公里，帶動(dòng)北京、天津、上海、廣州、重慶的交通碳排放量分別累計(jì)下降122.42萬噸、7.48萬噸、122.15萬噸、99.31萬噸和11.63萬噸。由于水路與公路運(yùn)輸耗能種類并不單一，且客貨換算系數(shù)不全為1，因此不同城市計(jì)算得到的能耗強(qiáng)度及變化并不相同。在水路運(yùn)輸方面，天津、上海、廣州和重慶的能耗強(qiáng)度年均下降速度分別為1.92%、1.96%、2.03%和1.70%，分別累計(jì)減少碳排放8.73萬噸、65.30萬噸、29.53萬噸和26.89萬噸。在公路運(yùn)輸方面，雖然相對(duì)于2005年，2016年北京與廣州的能耗強(qiáng)度稍有增加，天津、上海、重慶的能耗強(qiáng)度略有下降，但五個(gè)城市公路運(yùn)輸中汽油和柴油的能耗強(qiáng)度都經(jīng)歷了先上升后波動(dòng)下降的過程，使得研究期間各市的累計(jì)碳排放量均有所下降。具體而言，北京、天津、上海、廣州和重慶公路運(yùn)輸碳排放量分別減少1.70萬噸、10.87萬噸、6.85萬噸、7.82萬噸和39.42萬噸。

2.交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)

研究期間，交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)交通碳排放的影響最小，其變化導(dǎo)致北京、天津、上海和廣州碳排放量分別累計(jì)減少0.55萬噸、0.58萬噸、2.96萬噸和8.56萬噸，重慶碳排放量累計(jì)增長(zhǎng)0.94萬噸。在公路運(yùn)輸中，各市換算周轉(zhuǎn)量中貨物周轉(zhuǎn)量比重非常高，且因假設(shè)消耗汽油和柴油產(chǎn)生的各項(xiàng)運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量比例保持不變，所以公路運(yùn)輸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化并不顯著，由其引起的碳排放變化量較小。結(jié)果顯示，研究期間公路運(yùn)輸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化使得北京、天津和重慶的交通碳排放量分別累計(jì)增加了0.0326萬噸、0.0492萬噸和0.0005萬噸，而上海和廣州的交通碳排放量分別累計(jì)減少了0.0133萬噸和0.0055萬噸。2005-2016年，五個(gè)城市鐵路運(yùn)輸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化在總體上均對(duì)碳排放產(chǎn)生了抑制作用，累計(jì)減排共2.69萬噸。其原因在于，能耗強(qiáng)度持續(xù)上升的內(nèi)燃機(jī)車比重由70.10%下降至41.86%，而能耗強(qiáng)度總體下降的電力機(jī)車比重持續(xù)上升，并從2013年起超過內(nèi)燃機(jī)車比重成為鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。由于能耗?qiáng)度相對(duì)較高的內(nèi)河運(yùn)輸換算周轉(zhuǎn)量比重有所上升，天津與重慶的交通碳排放量在研究期間分別累計(jì)增加了0.0075萬噸和1.3649萬噸，而內(nèi)河運(yùn)輸換算周轉(zhuǎn)量比重有所下降的上海和廣州，碳排放量分別累計(jì)減少了2.8207萬噸和7.6326萬噸。

3.交通結(jié)構(gòu)

2005-2016年，五個(gè)城市交通結(jié)構(gòu)變化引起碳排放量累計(jì)增加了463.98萬噸，其中公路與航空運(yùn)輸分別增加碳排放260.86萬噸和222.15萬噸，鐵路與水路運(yùn)輸分別減少碳排放17.92萬噸和1.12萬噸。除廣州因公路與航空運(yùn)輸比重總體下降引起碳排放量累計(jì)減少了463.00萬噸外，其他四個(gè)城市該兩項(xiàng)比重均有所上升，從而帶動(dòng)了碳排放量的增加，且航空運(yùn)輸對(duì)北京與上海碳排放的貢獻(xiàn)最大，分別累計(jì)增加碳排放189.70萬噸和144.90萬噸，而公路運(yùn)輸對(duì)天津和重慶碳排放的貢獻(xiàn)最大，分別累計(jì)增加碳排放382.12萬噸和52.19萬噸。在鐵路運(yùn)輸方面，天津因鐵路運(yùn)輸比重上升引起碳排放量累計(jì)增加13.95萬噸，北京、上海、廣州和重慶均因該比重下降而導(dǎo)致碳排放量分別累計(jì)減少2.76萬噸、0.62萬噸、24.69萬噸和3.80萬噸。水路是天津、上海、廣州和重慶的主要運(yùn)輸方式，天津和上海水路運(yùn)輸比重下降使得碳排放量分別累計(jì)減少26.70萬噸和5.19萬噸，廣州和重慶水路運(yùn)輸比重上升引起碳排放量分別累計(jì)增加30.65萬噸和0.11萬噸。

4.行業(yè)效率

行業(yè)效率即交通運(yùn)輸業(yè)單位GDP換算周轉(zhuǎn)量，其值越低表示行業(yè)效率越高，而行業(yè)效率的提升有利于行業(yè)碳減排。五個(gè)城市行業(yè)效率的高低按研究期間平均值排序依次為北京、重慶、廣州、天津和上海。其中，北京、天津和上海交通運(yùn)輸業(yè)單位GDP換算周轉(zhuǎn)量分別以3.13%、19.69%和1.09%的年均速度下降，行業(yè)效率逐步提升，分別累計(jì)減少碳排放115.39萬噸、777.83萬噸和100.75萬噸。廣州和重慶交通運(yùn)輸業(yè)單位GDP換算周轉(zhuǎn)量分別以8.78%和3.61%的年均速度上升，分別累計(jì)增加碳排放850.74萬噸和71.65萬噸，其行業(yè)效率下降的原因可能是在追求運(yùn)輸效率和行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)的過程中，單位運(yùn)輸利潤(rùn)有所下降，使得創(chuàng)造相同的增加值需要更多的運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量。

5.行業(yè)比重

研究期間，五個(gè)城市交通運(yùn)輸業(yè)增加值的增長(zhǎng)速度均小于地區(qū)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度，造成了行業(yè)比重的不斷下降，從而在總體上抑制了交通碳排放的產(chǎn)生，共累計(jì)減少碳排放851.56萬噸。雖然廣州行業(yè)比重由2005年的11.00%下降至2016年的6.98%，但其水平始終高于其他四個(gè)城市。上海行業(yè)比重的變化對(duì)碳排放的影響最為顯著，累計(jì)減少碳排放293.87萬噸，其次依次為廣州、重慶、天津和北京，分別累計(jì)減少碳排放171.12萬噸、148.26萬噸、126.46萬噸和111.86萬噸。

6.經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

2005-2016年，北京、天津、上海、廣州和重慶的人均GDP分別以5.82%、9.76%、6.72%、7.56%和12.71%的年均速度增長(zhǎng)。其中，廣州的人均GDP在五個(gè)城市中始終最高，而重慶的人均GDP雖然增長(zhǎng)速度最快，但仍處于五個(gè)城市的最低水平。受人均GDP上升的影響，北京、天津、上海、廣州和重慶的交通碳排放量分別累計(jì)增加了221.08萬噸、336.85萬噸、535.68萬噸、479.37萬噸和521.55萬噸。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上升提高了公眾對(duì)交通運(yùn)輸便捷度、舒適度以及出行范圍等方面的要求，從而促進(jìn)了相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與私人交通工具的使用，增加了交通碳排放量。

7.人口密度

研究期內(nèi)北京、天津、上海、廣州和重慶的人口密度均出現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)速度分別為3.19%、3.74%、2.27%、3.61%和0.78%?？傮w來看，上海的人口密度最高，其次為廣州，重慶的人口密度最低。人口密度的增長(zhǎng)加大了各地的交通壓力，帶動(dòng)交通用地的擴(kuò)張和交通運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量的上升，最終造成北京、天津、上海、廣州和重慶交通碳排放量分別累計(jì)增加了109.95萬噸、137.71萬噸、174.27萬噸、211.56萬噸和38.54萬噸。

五、結(jié)論

在低碳經(jīng)濟(jì)背景下，本文探討了國(guó)家中心城市交通運(yùn)輸業(yè)低碳發(fā)展的影響因素，研究結(jié)果顯示：

（1）研究期間，五個(gè)國(guó)家中心城市交通碳排放量年均變化率的平均值為7.50%。雖然交通碳排放的主要來源存在差異，但各地公路運(yùn)輸碳排放量所占比重均出現(xiàn)上升趨勢(shì)，除個(gè)別城市外鐵路與水路運(yùn)輸碳排放量所占比重均有所下降，且各地鐵路運(yùn)輸碳排放占比的平均值僅為2.11%，在所有交通運(yùn)輸方式中貢獻(xiàn)的碳排放量最小。

（2）比較研究期間各項(xiàng)因素對(duì)國(guó)家中心城市交通碳排放的累計(jì)影響效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平或行業(yè)效率是影響效應(yīng)最大的因素，而交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)是影響效應(yīng)最小的因素；能耗強(qiáng)度和行業(yè)比重的變化對(duì)國(guó)家中心城市交通碳排放均產(chǎn)生了抑制作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口密度的變化則促進(jìn)了各地交通碳排放量的增長(zhǎng)。

（3）總體而言，在能耗強(qiáng)度對(duì)交通碳排放的影響中，按累計(jì)抑制效應(yīng)的大小將交通運(yùn)輸方式排序依次為航空、水路和公路，而鐵路運(yùn)輸促進(jìn)了碳排放；在交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)交通碳排放的累計(jì)影響效應(yīng)中，鐵路和水路運(yùn)輸均產(chǎn)生了抑制作用，而公路運(yùn)輸產(chǎn)生的作用相反；公路與航空運(yùn)輸換算周轉(zhuǎn)量比重的變化累計(jì)增加了碳排放量，而鐵路和水路運(yùn)輸換算周轉(zhuǎn)量比重的變化累計(jì)減少了碳排放量，最終使得交通結(jié)構(gòu)變化帶動(dòng)了碳排放量的增加。

因此，在全面建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的過程中，國(guó)家中心城市可以基于以下思路推進(jìn)現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的規(guī)劃與發(fā)展：一是更加關(guān)注行業(yè)的成本與利潤(rùn)，從運(yùn)輸效率、服務(wù)形式等方面創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提升行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)提高行業(yè)效率。二是在控制人口規(guī)模、放緩人口密度增長(zhǎng)的同時(shí)，大力推進(jìn)環(huán)境教育，制定相關(guān)政策措施或開發(fā)“互聯(lián)網(wǎng)＋低碳交通”等渠道，激勵(lì)公眾積極參與低碳出行，整體提升公眾的低碳發(fā)展意識(shí)。三是在運(yùn)輸方式與結(jié)構(gòu)方面，重點(diǎn)降低航空與公路運(yùn)輸?shù)哪芎膹?qiáng)度，繼續(xù)提高電力機(jī)車的比重降低鐵路運(yùn)輸?shù)木C合能耗，并適當(dāng)增加鐵路運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量的占比，通過促進(jìn)鐵路運(yùn)輸發(fā)展進(jìn)一步改善交通結(jié)構(gòu)對(duì)交通碳排放的影響。