生命周期視角下的建成環境對居民出行碳排放影響研究

郭耀 何保紅

摘 ?要：城市建成環境對出行碳排放具有長期影響作用，兩者關系一直以來受到學者們的廣泛關注。已有研究忽視了生命周期變化帶來人群影響的差異性，這可能導致錯估建成環境影響程度。文章基于生命周期理論將人群分成單身期、新婚期、育兒期、教育期和向老期，利用多元線性回歸探討了建成環境對居民出行碳排放影響程度。結果表明：不同生命周期的人群出行碳排放受到建成環境影響的尺度和指標均存在一定差異性，并且這種差異性與生命周期變化存在一定的關聯性。

關鍵詞：出行碳排放;建成環境;生命周期

中圖分類號：F570 ? ?文獻標識碼：A

Abstract： The urban built environment has long term impact on travel carbon emissions， and the relationship between them has attracted much scholarly attention. In general， heterogeneity of residents due to the development of life cycle has been ignored in previous studies， and it may miscalculate the influence of built environment. Based on the theory of life cycle，this study which uses multiple linear regression equation discusses the effects of built environment on residents' travel carbon emissions by different stages of life cycle that is composed of single-period， newlyweds-period， parenting-period， educating children-period and ging-period. Result shows that the influence of built environment on travel carbon emission is affected by residents' stage of life cycle in terms of scales and indicators， and the differences are related to the development of residents' stage of life cycle.

Key words： travel carbon emission; built environment; life cycle

0 ?引 ?言

減少交通帶來的出行碳排放一直是交通可持續發展、智慧交通的重要議題[1-2]。隨著國內社會經濟的快速發展，居民日常生活水平顯著提高，機動車保有量迅速提升，導致國內交通出行碳排放總量放逐年增加[3]。與此同時，國內不少城市空間的蔓延式發展在某種程度上可能導致居民日常出行方式機動化，加劇了出行碳排放量的增長趨勢[4]。因此探究城市交通出行碳排放量和城市空間之間的關系一直以來受到學者的廣泛關注。

已有研究中主要從不同空間尺度探討了建成環境對出行碳排放影響機制。早期研究主要從宏觀城市角度來看待兩者關系，主要關注城市結構本身如何影響出行碳排放。如馬靜等學者通過探討北京市不同社區類型居民出行碳排放差異，發現出行距離、出行方式對出行碳排放具有顯著效用，同時單位社區居民日常出行更加“低碳化”[5]。Pengjun Zhao發現北京發展邊緣地區呈現蔓延式特征，并且隨著郊區化和機動化的進程，交通運輸產生了巨大的環境成本[6]。Ali Modarres通過研究城市高密度地區的出行特征，發現了高密度地區的人能源消耗更低[7]。但張赫等學者通過探究多個小城市的建成環境對出行碳排放的影響，發現道路和公共設施的密度對碳排放的影響并不顯著[8]。伴隨著研究的深入細致化，越來越多的研究關注到了個體微觀尺度的建成環境對于居民日常出行碳排放的研究，這有助于政策精確有效的對具有不同差異個體進行準確管理[9]。榮培君等學者通過考慮居民個體居住區的建成環境，發現“高密度欠通達低混合型居住區”的居民碳排放量比較高，而“內層低密度高通達高混合型居住區”的碳排放量比較低，同時居住區尺度能較好地揭示出行碳排放的影響機制[10]。楊文越等學者認為除了考慮居住區環境外，同時還要考慮工作地的建成環境對出行碳排放的影響[11]。

上述研究中可以看出現有研究大多關注了不同空間尺度下建成環境對居民日常出行碳排放的影響，卻忽視了家庭結構變化對出行碳排放的影響。生命周期理論將個體的一生軌跡分成單身期、新婚期和育兒期以及教育期和向老期幾個階段，體現了家庭結構變化對個體行為的影響[12]。多個研究證實了處于不同生命周期的人群具有一定的行為差異[13-14]，但是國內很少有研究從不同生命周期視角來探索建成環境對出行碳排放的影響。考慮到個體處于單身狀態時，個體只受到來自外部的空間約束，因而該階段可能通過調整外部建成環境而影響個體的出行特征，從而減少出行碳排放。而當個體處于新婚狀態時，個體除了受到來自外部的空間約束外，還會受到來自家庭內部的制約影響，例如因妻子通勤距離過長而導致家庭不得不使用小汽車進行日常出行，從而增加丈夫的出行碳排放。隨著家庭成員的增加——即處于育兒期狀態的個體受到的來自家庭內部的影響可能會更顯著。當家庭內部孩子能夠具有自主出行能力——即個體處于教育期時，來自家庭的制約又可能會減弱。最后當個體處于向老狀態時，因其身體能力的制約和來自家庭的約束減弱，其出行方式受到建成環境的影響較大。綜上所述，本文假設不同生命周期下的群體其建成環境影響機制具有差異性，嘗試從生命周期視角來討論建成環境對出行碳排放的影響，驗證上述假設是否正確。

1 ?樣本和變量選取

1.1 ?樣本來源及分類

樣本數據來自于2016年昆明市居民日常出行調查數據，采用入戶發放問卷的方法進行數據采集，樣本中涵蓋了個體出行特征、個體經濟屬性和家庭經濟屬性。其中個體出行特征包括了出發地的經緯度坐標以及采用的出行方式和出行目的，個體經濟屬性包括年齡、職業和工作地經緯度坐標，家庭經濟屬性包括了家庭年收入、汽車擁有量以及家庭人口數、不滿6周歲人數等信息。根據已有研究分類方法，將生命周期分成單身期、新婚期和育兒期以及教育期和向老期。剔除異常和錯誤樣本后，樣本數共計11 408個，其中單身期指的為18歲以上青年，樣本數為2 419;新婚期為結婚沒有孩子的個體，樣本數為1 215;育兒期為結婚孩子不滿6周歲，樣本數為1 428;教育期為結婚后孩子大于6歲的個體，樣本數為3 127;最后向老期為50周歲以上群體，樣本數為3 219。建成環境變量則通過Openstreetmap和百度地圖軟件進行獲取。

1.2 ?出行碳排放計算方法

碳排放計算方法通常采取的方法有IPPC法[15]，基于出行方式計算法[16]，基于居民出行的碳排放計算方法[17]和基于機動車行駛距離法[18]。為了體現個體的出行碳排放計算的準確性和簡便性，將個體日常出行的各個OD段產生碳排放之和作為居民日常出行碳排放量，計算公式如下：

其中：C是對應個體i的第j段OD出行產生的碳排放量，而L是對應的OD段的出行距離，a是在該OD段出行方式對應的碳排放因子，T是個體i產生的出行碳排放總量。根據整理已有出行方式對應的碳排放因子研究[19]，結合昆明市關于電動自行車和軌道交通載人數的規定和實際情況，對出行碳排放因子計算進行了一定修改，其中將電動車載人數修改為1，軌道交通載人數修改為1 460人[20]，給出對應的碳排放因子如表1所示。

1.3 ?建成環境指標和個體社會經濟屬性指標

通常建成環境從密度、設計特征和可達性三個指標來進行描述，可歸納為公交站點數量、道路網數、商業設施密度、餐飲娛樂設施密度和學校密度等變量[21]。其中可達性用公交站點密度表示，反應了居民可用的公共交通設施;道路網數反應了街道的聯通程度，用來表達設計特征;密度用商業設施密度、學校密度和餐飲娛樂設施密度刻畫，這些設施為日常活動提供了相應場所。建成環境采用1 000m半徑圓形緩沖區作為變量的選擇范圍，該范圍代表了個體步行15分鐘內能夠到達的距離[13]，考慮到建成環境不同尺度的影響，除了常用的居住地尺度外，還考慮了工作地的建成環境。作為個體社會經濟屬性采用職業、家庭年收入和私人小汽車數作為相關變量，變量具體描述如表2所示。

2 ?不同生命周期階段的碳排放特征解釋

碳排放的定義表明了居民日常的出行方式，出行總距離和不同出行方式的出行距離等出行特征對其具有重要影響，因此將不同生命周期下的出行方式占比，不同出行方式距離，出行總距離和出行碳排放總量特征繪制成表3。表3反映了不同生命周期下人群的出行特征和出行碳排放量的差異性，其中出行方式占比代表了同一生命周期人群中的采用某種出行方式次數占該人群總出行次數的比例，不同出行方式距離代表了同一生命周期中人群采用某一出行方式出行距離的平均值，出行總距離代表同一生命周期內居民日常出行距離的平均值，碳排放總量為同一生命周期人群日常出行碳排放量的平均值。從表3中可以看出，不同生命周期的人群出行特征和碳排放具有明顯的差異。處于單身期的人群使用較多的出行方式為公交、電動車、步行，分別占出行方式比例的29.29%、24.41%和18.04%，同時公交出行的距離也是所有出行方式中最遠的，平均距離約為6.99km。盡管單身期出行總距離是所有人群中出行總距離最遠的，但該人群具有相對傾向于低碳排放的出行方式，因而導致單身期的出行碳排放總量具有較低的水平。處于新婚期的人群則通常選擇電動車、小汽車和公交車作為出行方式，分別占出行方式比例29.19%、26.93%和15.15%，同時小汽車的出行距離相較單身期的小汽車出行距離也出現了大幅度的增長，由原來的2.85km變為了5.63km，電動車的出行距離也出現了一定幅度的增長，而公交車的出行距離則出現了大幅度的下降，由單身期的6.99km變為了2.36km，出行總距離相較單身期也出現了下降，但是由于其高碳排放的出行方式選擇及其對應的出行距離增長，導致新婚期出行碳排放總量出現了一定規模的增長。處于育兒期人群的小汽車、電動車和步行是出行選擇方式比例較高的三種方式，分別占34.52%、25.69%和20.12%，同時小汽車的出行距離繼續表現出了增長的趨勢，該方式平均出行距離達到了8.29km，出行總距離表現出上升的趨勢，高碳排放的出行特征和較長的出行總距離使得處于該時期的人群出行碳排放總量顯著提高。處于教育期時，小汽車、電動車和步行仍是出現比例最高的三種方式，但是小汽車的出行距離開始下降，與新婚期的小汽車出行距離較為接近，出行碳排放量也與新婚期較為接近。當人群處于向老期時，步行和公交占據了人群大多數的出行方式，并且公交出行距離相對較高，出行總距離最低，因而出行碳排放總量也最低。

通過分析不同生命周期的人群出行特征和出行碳排放差異，可以看出生命周期對出行碳排放具有一定的影響。隨著生命周期的變化，即家庭結構的變化使得居民日常出行碳排放隨之發生變化，居民日常出行從具有較低碳排放量的特性，逐漸變化為較高碳排放量特性，最后居民日常出行又具有了相對較低碳排放量的特性。另一方面，生命周期理論認為處于不同生命周期家庭內部的制約具有差異性，家庭內部制約從較弱逐漸增強最后又變弱，與出行碳排放量的改變規律具有一致性，這表明生命周期確實與出行碳排放存在一定的關聯。因而在進一步分析建成環境對出行碳排放的影響時，必須考慮建成環境對不同生命周期的人群影響差異性。

3 ?模型結果及分析

上述分析表明了生命周期對出行碳排放量具有一定的影響，為了探究建成環境對出行碳排放的影響，將不同生命周期的人群分別進行多元線性回歸模型進行回歸分析。考慮到建成環境不同尺度的影響，將建成環境變量區分為居住區和工作地兩部分同時進行分析。利用Spss軟件對變量進行回歸分析，其中碳排放總量為因變量，Spss軟件的分析結果如表4所示。

模型結果表明不同生命周期下的建成環境影響存在一定差異性。單身期工作地建成環境和居住地建成環境都存在一定的影響，工作地的公交站點密度，工作地道路網數和居住地的公交站點密度對出行碳排放具有顯著作用（P值<0.05），工作地公交站密度表現為正向影響，工作地道路網數和居住地的公交站點密度則表現為負向影響。新婚期則表現為工作地道路網數的影響較為顯著，呈現負向影響，這可能是來自妻子或丈夫的制約使得聯合活動的影響較為重要，例如下班后與妻子一起購物，從而工作地附近建成環境顯得更為重要。育兒期則居住地道路網數影響較為顯著，呈現負向影響，這可能是不滿6歲的兒童需要來自家長的照顧，家長的活動范圍受到一定限制，大多圍繞家附近進行，所以家附近的建成環境影響更為顯著。教育期的居住地和工作地多個建成環境指標影響均顯著，這可能是家庭內部的兒童開始進行通學等自主活動，使得家庭活動范圍擴大。向老期中建成環境對出行碳排放的影響最為顯著，建成環境影響顯著的指標最多，這表明來自家庭內部的約束逐漸變弱，同時由于其工作和身體活動能力變化等原因，建成環境的影響變得較為明顯。由上述結果可以看出建成環境的影響隨著生命周期的變化逐漸改變，但建成環境的顯著影響指標總體較少，這可能與私人小汽車數密切相關，無論是何種生命周期下，私人小汽車數都對出行碳排放具有顯著影響，這使得建成環境影響過程分析受到一定的干擾，但生命周期的不同帶來建成環境影響差異性仍十分明顯。

4 ?結 ?論

本文通過生命周期視角分析建成環境對居民出行碳排放的影響，可以看出不同生命周期下出行特征和碳排放量的變化具有一定規律性，同時建成環境對不同生命周期下的人群影響也存在著差異，這表明了在實施通過改變城市建成環境來減少出行碳排放的政策時，必須考慮不同生命周期下人群受到影響的差異性，這種差異性還體現在建成環境不同的尺度上，即居住地建成環境和工作地建成環境影響并非同時作用于不同生命周期人群，且影響不同生命周期人群出行碳排放的建成環境指標也不盡相同。

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收稿日期：2020-12-30

作者簡介：郭 ?耀（1994-），男，天津人，昆明理工大學交通工程學院碩士研究生，研究方向：城市交通;何保紅（1973-），女，云南昆明人，昆明理工