武汉市私人小汽车容量预测及环境问题研究

赵文斌，李 杰，余训民 （武汉工程大学环境与城市建设学院，湖北 武汉430073）

武汉市作为特大型城市，近年来随着经济的快速发展，机动车数量递增，机动车保有量每4～5年翻一番，预计这一趋势在未来20年内不会改变。由于城区道路建设、交通管理、公共交通服务等软硬件建设未能跟上，致使交通堵塞严重，车流密度大，机动车排气污染加重了道路上的大气污染程度，汽车尾气对人体健康的影响越来戟大。也越来越受到人们的关注。近年来，国内外有专家学者将生态足迹模型运用于交通运输可持续发展研究，从环境生态角度分析讨论各种交通方式对所在地区交通的不同影响，揭示城市交通可持续发展的矛盾。应用生态足迹的方法可以更加直观的看到私人汽车发展对城市环境及资源的影响［1］。下面，笔者对武汉市私人小汽车的未来保有量进行了预测，并对其所产生的环境问题进行了研究。

1 私人小汽车生态足迹核算方法

生命周期的方法可以明确的了解交通工具在生命周期的各个阶段生态足迹占用情况，所以历来作为研究交通生态足迹的主流方法。武汉市私人小汽车数量较大，而且各种车型的基本数据各不相同，为了简化研究，选取一种在武汉市私人小汽车中占有率较高的一种车型作为研究对象，其基本的技术参数如下：整车装备1855kg，最大车速205km／h，每百公里等速耗油5.9L，燃烧汽油类型为93＃汽油，排量为1997ml。

根据生命周期理论［2］，将私人小汽车生命周期进行划分为4个基本阶段：①汽油生产阶段；②原材料生产阶段；③汽车制造阶段；④汽车使用阶段。根据每个阶段收集得到的基础数据计算得出私人小汽车各生命周期的生态占用，具体计算方法参见文献 ［2］，其计算结果见表1。

表1 武汉市私人小汽车生态足迹

2 武汉市私人小汽车保有量预测

国内已有许多学者对于城市的小汽车拥有量进行过预测，使用很多不同的方法，其中基于时间序列的预测模型具有直观可操作性强的特点，故笔者对于武汉市私人小汽车未来保有量采用该模型进行预测武汉市2015年的小汽车保有量，其基本数据来源于武汉市2010统计年鉴，计算结果见表2。

根据预测结果可以计算得出，武汉市私人小汽车数量年增长率为17.8%，每过4年小汽车的保有量就增长一倍，增速较快，到达2015年私人小汽车数量已超过50万辆，这将会进一步加大对武汉市城市交通的压力，同时对环境及资源的需求也会消耗极大，而武汉市在2004年到2005年间私人小汽车的增速一度达到了44.5%，在后面的几年增速趋于缓和从35%左右下降至15%，经分析是国际油价的不断提高、政府相关限制政策的出台等多种因素共同作用的结果。

表2 武汉市2015年的小汽车保有量

3 武汉市私人小汽车生态足迹与生态承载力对比

武汉市私人小汽车的生态足迹大小主要与能源用地占用、温室气体排放、建筑用地占用这几个因素有关［3］，笔者分别对这些因素基于时间序列的预测以进一步探讨武汉市私人小汽车的发展过程中可能面临的环境问题。利用表1数据，参考武汉市年鉴私人轿车的保有量 （见表2），同时假设私人轿车的使用年限为15年，武汉市生态承载力数据来源于文献 ［3］，预测私人小汽车生态足迹总量，结果见表3。

从计算结果中可以看出，从2003年到2015年武汉私人小汽车的生态足迹占武汉市总体的生态承载力比例逐年提高，说明其对环境的影响逐年增大，但是用此数据却无法合理判定私人小汽车的数量发展对武汉市城市的影响大小。故笔者将环境因素作为限制私人小汽车数量的主要因素，以计算武汉市私人小汽车数量的合理数量。

表3 武汉市私人小汽车生态足迹总量

4 私人小汽车污染物年排放总量和污染指数计算

1）私人小汽车的污染物年排放总量 私人小汽车的污染物年排放总量为污染物排放因子与年耗油量的乘积。笔者主要以THC，NOx，CO作为私人小汽车排放的主要污染物进行计算。数据的选用采用文献 ［1］中私人小汽车的相关数据。

各污染物在计算年内汽车的地面浓度［4］的计算公式为：

式中，C为地面浓度，mg／m3；Q为源强，mg／（m2·s）；H 为混合层高度，m；S为区域面积，m2；U为区域常年主导风速，m／s；R为修正系数。

以预测的武汉市2015私人小汽车数量计算得出各污染物地面浓度，结果见表4。

2）污染指数 污染指数是判定污染物是否超标的标杆，其各污染物的排放标准值均采用国家对于各污染物的排放标准［5］。其计算公式为：

具体的判断方法为：若I≤1，则汽车污染浓度不超过限值；I＞1，则汽车污染物浓度超过了限值。经计算，各污染物污染指数见表5。计算结果表明，在现有环境容量下，NOx及THC达到国家规定的排放标准，但是CO排放量达不到，会对环境造成严重的影响。故应采取相应的措施限制私人小汽车的数量发展，以使环境能够达到环境排放标准。

表4 各污染物排放量及地面浓度

表5 污染物污染指数

5 减少私人汽车对武汉市环境影响对策

1）大力发展现代化的城市公共交通 私人汽车是城市交通中单位乘客运行成本最高的交通工具，这种成本不仅仅表现在车主个人使用的成本上同时还表现在私人对于城市的社会成本上，随着武汉市私人轿车的数量不断的增加，武汉市的交通道路负担也会不断的增大。而现代化的城市交通是缓解城市交通拥挤的有力手段，根据有些文献资料研究表明地铁是各种城市交通工具中生态足迹占用最小。城市的在扩张有限的情况下，公共交通可以更加充分的发挥城市交通设施的经济效益和社会效益。

武汉市近些年也开始大力发展城市轨道交通，轻轨、地铁都已开始运行，但是也应重视其中潜在的一些问题，我国一些大城市地铁早已开通，但却并未解决城市交通拥挤的现实问题，究其原因主要是居民出行在思想上依然倾向于私人交通工具对于公共交通的重视程度不足，一些较大城市的地铁出行率仅为20%，相对较低，武汉市政府在这些方面应该引起足够的重视。

2）优先发展节能型汽车 武汉市政府应按照可持续发展政策的战略，优先发展节能型汽车。武汉市可以指定较高的汽车技术门槛例，借此推动技术水平较低的汽车升级换代，同时政府也应该尽量引导消费者选择柴油天然气汽车，解决城市交通汽油车温室气体排放的问题，柴油汽车不仅燃烧效率更高，并且在汽车尾气的排放上也较汽油汽车低，政府在这个问题上可以制定高标准的环保标准，引导消费者购买，柴油汽车或其他温室气体排放量较小的汽车类型。

［1］史占国，张国方 .汽车生态足迹探寻 ［J］.汽车工业研究，2006 （11）：42－44.

［2］任玉珑，朱丽娜，韩唯健，等 .柴油汽车生命周期3E评价 ［J］.产业观察，2005（5）：82－86.

［3］刘义军，卢武强，李荣 .湖北省生态足迹计算与分析 ［J］.华中师范大学学报 （自然科学版），2004，38（2）：259－262.

［4］陈红 .环境容量下城市汽车拥有量预测 ［J］.西安公路交通大学学报，1998，18（3（B））：272－275.

［5］蓝霞，王伟 .对家用轿车生态包袱和生态足迹的分析 ［J］.中共青岛市委党校青岛行政学院学报，2009（5）：16－18.