摘 要：我國諸多城市面臨嚴重的環(huán)境壓力問題，決策者進行了多種手段的嘗試，譬如通過發(fā)展地鐵緩解交通壓力，或是出臺限制私家車出行的政策，這兩種手段可以視作為一項“準自然實驗”。通過對兩類政策的實施效果進行比較分析，并對兩類政策的協(xié)同性進行檢驗，結果發(fā)現(xiàn)解決交通環(huán)境問題的疏通類政策（地鐵）更為有利，但作用效果會逐步減弱，限行政策對空氣質量的影響有限，但對一些城市而言，兩類手段共同實施的效果會更為突出，決策者應控制好兩類手段實施的力度與協(xié)同性作用。

關鍵詞：地鐵;交通限行;空氣質量;Heckman兩步法;合成控制法

文章編號：2095-5960（2019）02-0099-12;中圖分類號：F570.3;文獻標識碼：A

2017年底中國的城鎮(zhèn)化率達到了5852%，雖然距離發(fā)達經(jīng)濟體普遍超過80%的水平仍存在較大的差距，但考慮到我國龐大的人口基數(shù)，在這一比率下，我國諸多城市薄弱的基礎設施以及人文條件所面對壓力可想而知。人口涌入帶來了房價的上行，城市對土地需求的增加使得市區(qū)在拓展，隨之帶來了通勤成本的提升。而伴隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展以及私家車的普及，除了使得城市的交通壓力不堪重負之外，由于汽車尾氣排放帶來的環(huán)境問題越發(fā)突出。應該看到，我國各級政府為解決交通擁堵造成的環(huán)境問題作出的很多努力，總體看來，解決方案集中于兩類手段：發(fā)展大運力的公共交通以及對私有車輛進行限制?？梢詫⑶罢呃斫鉃槭鑼ь惖氖侄?，這類政策包括提高道路通行能力、完善公共立體交通以及優(yōu)化城市空間布局等，其中最具代表性的是通過發(fā)展地鐵、輕軌（后文統(tǒng)稱為地鐵）以及公交等實現(xiàn)通勤工具的替代，減少民眾對于私家車的依賴。隨著2013年5月地鐵審批權限的下放，各地軌道交通迎來了建設高潮，截至2017年我國地鐵投資完成額近3萬億元，我國大陸地區(qū)已有30個城市開通了地鐵，總通車里程達到了4346公里。地鐵的建設不再專屬于北上廣深等一線城市，省會（首府）乃至于非省會的蘇州、寧波、無錫、佛山等城市也納入了我國的地鐵版圖，地鐵建設也映照出我國城市化高速發(fā)展的印記。但地鐵事業(yè)的發(fā)展似乎未能徹底解決城市交通的問題，尤其在特大城市，地鐵的建設也無法跟上城市規(guī)模的擴張。以上海為例，私家車出行占居民出行方式的458%，超過地鐵出行的218%以及出租車出行的198%，由此可見居民的出行方式并沒有發(fā)生根本性的變化。后一種限制類手段，其本質是堵塞類的方法，即通過強行減少人們對汽車的購買和使用來改善交通環(huán)境，其中最后一種在當下的我國最具代表性，除了對出廠汽車的排放標準限制之外，還包括諸多限行政策，譬如對于汽車銷量限制的限牌，以及汽車使用時段或區(qū)域控制的限號限行等行為。據(jù)本文的統(tǒng)計，我國大陸地區(qū)有7座城市①①這7個城市分別是北京、上海、廣州、深圳、天津、杭州與貴陽。 進行了限牌，有40余座城市出臺或短期實施過限號②②限號與限行本質上的操作方法是基本一致的，即某時段內限制特定車牌在特定區(qū)域內出現(xiàn)，故本文將兩種模式統(tǒng)一處理為限號。 政策，擬通過對機動車限行，以此緩解交通擁堵，提升空氣質量。限行政策成了政府部門解決交通擁堵、空氣污染的首選政策，但這些政策似乎也沒有完全解決車路之間的矛盾，對于空氣環(huán)境的影響的認知也存在盲區(qū)，一些實施“限字令”政策的城市治堵治污效果不明顯。民眾對于這種一禁了之政策的實施也存在諸多的質疑，這是否是政府的一種“懶政”行為？自從限行政策實施以來，對于這種政策的合法性爭議就從未停止過。

這兩種“疏”與“堵”的對策，在對于城市空氣質量治理方面產(chǎn)生作用孰優(yōu)孰劣，兩者是否對城市的環(huán)境產(chǎn)生了影響？影響的程度如何？政策實施是否有時效性？在不同地區(qū)之間比較的結果是否存在顯著的差異？兩種政策的互補性如何？這種比較對于我國未來時期內的交通建設以及政策制定具有鮮明的指導意義，目前，相關領域內鮮有此類研究，這也是本文研究的價值所在。

一、文獻評述

交通基礎設施建設具有巨大的正負兩方面的外部性，在給人們的生活帶來便利、促進社會進步的同時，也對環(huán)境造成了不同程度的破壞。世界主要發(fā)達經(jīng)濟體交通運輸業(yè)的能源消耗占國家總能耗的30%以上，而在我國，這一比例高達80%，交通運輸在建設運營過程中會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞，也會對區(qū)域交通環(huán)境產(chǎn)生影響。其中尤以汽車尾氣中的碳氮化合物等有害氣體對大氣環(huán)境的影響為最，除此之外，還包括交通噪聲等聲音環(huán)境以及交通沿線丟棄的固體廢棄物、生活污水、洗車廢水對地下水以及植被土壤環(huán)境的破壞。根據(jù)社科院的調查數(shù)據(jù)顯示，90%以上的鉛和碳化合物、六成以上氮氫化合物，13%的粒子排放以及3%的硫排放也大都是由交通運輸所造成。

交通基礎設施是地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的先決條件與命脈，諸多研究對交通活動與環(huán)境污染之間關聯(lián)性進行探索，初始進行的是定性的分析，如Button（1990）闡述了擁擠城市的交通網(wǎng)絡中汽車尾氣排放的危害性[1]，繼而學者們開始對影響城市交通網(wǎng)絡中污染排放因子的各類因素及其影響的程度進行分析與論證。通常來講，以控制城市機動車為目標的政策工具主要包括以下三種。

（一）經(jīng)濟調節(jié)手段

學者們從道路收費、擁擠收費以及排放收費等多角度論證緩解交通壓力的經(jīng)濟學手段。Mitchell（2005）通過動態(tài)仿真模型分析交通分配與車輛排放，指出通過交通網(wǎng)絡收費以提高環(huán)境的公正性。[2]Yin（2006）指出存在某一種優(yōu)化的交通收費策略可以使得污染排放降低，同時也可以緩解交通擁堵問題。[3]賈銳寧和徐海成（2018）根據(jù)我國2012年高速公路節(jié)假日免通行費政策的準自然實驗進行的研究指出，城市空氣質量存在明顯的正向空間溢出效應，高速公路免收通行費對城市空氣污染具有顯著的促增作用。[4]Beevers（2005）以倫敦為例進行的研究指出對擁擠收費同樣可以大大提升核心城區(qū)的車輛通行速度，針對擁擠收費前后，車輛污染氣體排放的習性有所變化，結論表明碳氮化合物的變化不大，但對擁擠收費之后城市PM10的變化幅度則較大。[5]Wang（2006）則以廣州市為例討論了通過公交收費、擁堵收費等手段來優(yōu)化路網(wǎng)結構以及出行決策的均衡模型。[6]程鐵信等（2016）研究出行需求不確定條件下的擁堵征費問題，通過風險評價指標體系的構建，刻畫不確定條件下系統(tǒng)總阻抗的分布特征。[7]Benedek & Rilett（1998）最早提出對高污染排放汽車進行征收排放費的想法，通過構造出行路徑的選擇模型，實現(xiàn)某一地區(qū)交通污染排放量的最小化。[8]同一思想在Nagurney（2000）的研究中也有所提及，學者在環(huán)境約束的交通分配模型中，同時實現(xiàn)路段與路徑控制的雙重排放收費。[9]Parry & Small（2005）通過對英美國家的調查研究討論了稅收政策對于減少機動車使用的作用。[10]魏暉等（2014）參考西方國家的排放收費方式，提出了四種收費方式，并進行了問卷調查。對居民出行活動的諸多因素進行統(tǒng)計，并運用結構方程模型對諸因素進行路徑分析。[11]

（二）行政管制手段

還有學者從現(xiàn)有交通管制的角度出發(fā)研究了交通管制對機動車污染物排放量的影響，直接限制汽車的購買及上路使用，比較典型的是限牌、搖號等等。交通限行政策開始于1986年智利的圣地亞哥，這種政策雖然簡單粗暴，但見效快的特點使得世界范圍內諸多城市開始模仿。從空氣質量來講，這其中最具代表性是空氣污染嚴重的墨西哥城出臺的“一周停一天（HNC）”政策，而限購政策的初衷與限行政策類似，比較具有代表性的是我國北京市在2016年所頒布的“有車位才能購車”等規(guī)定。以限行政策為例，Salas（2010）通過斷點估計研究指出該政策在短期內對空氣質量確有顯著的提升作用。[12]Viard & Fu（2015）對背景的測算也表明單雙號以及尾號限行對于PM10存在短期的正向影響。[13]漆威等（2015）對蘭州實證分析指出限行政策的短期效應達到了3518%。[14]但據(jù)諸多研究顯示，這種效應會隨著時間推移而漸趨消弭，長期內限行政策不但無助于控制污染排放，甚至可能加重污染程度（Davis，2008）。[15]曹靜等（2014）考察北京在奧運會期間所采取的限行政策對空氣質量的影響，測算結果表明該政策對于空氣質量的改善作用不大。[16]Lin等（2011）對發(fā)展中國家一些重要城市限行政策的研究指出，限行政策只在短期內有效，但總體上無助于空氣質量的改善。[17]Sun等（2014）的研究同樣證明限行雖有利于緩解擁堵但無益于空氣質量的改善。[18]包群等（2013）采用倍差法對環(huán)境立法的政策管制效果進行檢驗所指出，單純的環(huán)保立法不足以促使交通污染排放問題的緩解，執(zhí)法力度才是其中的關鍵因素。[19]肖翠翠和楊姝影（2015）結合對美國《清潔空氣法》的規(guī)定、嚴格排放以及燃油標準的實施等多種政策工具的分析，指出了我國移動污染源管控中存在的單一管理體制中存在的協(xié)調以及激勵缺失等問題，并借此提出了相關的政策建議。[20]

（三）基礎設施建設手段

該手段強調交通基礎設施建設的推進，倡導非機動車交通出行。譬如修建城市軌道交通、設置非機動車道、提供共享交通設備、鼓勵短距離的步行。承前所述，無論經(jīng)濟手段還是行政管制，其基本思路都是提升汽車上路的使用成本，這種“堵”的手段，容易引致消費者的不滿情緒。決策層當然期望在不影響居民福利的前提下改善城市的交通狀況以及空氣質量，應為交通消費者提供更多的選擇，因此公共交通建設成為解決問題的一種重要思路。但在這個領域內，研究觀點出現(xiàn)了突出的分歧。即交通創(chuàng)造論（Vickey，1969）[21]以及交通轉移論（Mohring，1972） [22]交通轉移學說認為公共交通的建設可以對私人汽車的出行密度予以分流，但持有交通創(chuàng)造論觀點的學者則認為公共交通的分流作用是無效的，而且會創(chuàng)造出新的出行需求。其中，交通轉移論贏得了更多研究的支持。Parry & Small（2007）針對美國與英國主要城市的實證研究表明，通過對公交、地鐵等設施的票價的降低可以有效地減少交通污染氣體的排放。[10]Chen & Whalley（2012）對臺北地鐵開通前后空氣污染程度的比較論證發(fā)現(xiàn)在地鐵通車后，當?shù)仄囄矚馀欧帕匡@著降低。[23]Anderson（2013）發(fā)現(xiàn)洛杉磯地鐵大罷工期間交通擁堵程度加深了47%，空氣質量顯著惡化，由此反向可知公共交通的開通對于空氣質量影響明顯。[24]楊小聰?shù)龋?017）采用斷點回歸的分析方法，以南京地鐵3號線為樣本論證其開通對于城市空氣質量的治理效果，同樣證明了地鐵對于環(huán)境質量的積極作用。[25]地鐵建設的初衷雖然有改善環(huán)境的成分，但也面臨著諸多質疑，由于地鐵建設需耗費巨資，中央政府對于地鐵建設審批監(jiān)管力度越來越嚴格，所耗成本可能遠高于社會效益。即使不考慮成本問題，“修地鐵-緩解交通壓力-改善空氣質量”這種邏輯畢竟在目前還缺乏明確的經(jīng)驗證據(jù)。譬如，由德國數(shù)學家于20世紀60年代末提出著名的“布雷斯悖論”，即由于人們在博弈過程中趨利行為的出現(xiàn)，交通建設反倒加劇交通擁堵現(xiàn)象這一反常識的現(xiàn)象（Steinberg & Zangwill，1983）。[26]而事實上，交通創(chuàng)造論指出交通的便捷使得更多外來人口的遷入，造成了更大的通勤壓力，使得地鐵建設的一些“紅利”很快被透支殆盡。過往的研究總體上認同盲目的交通基礎設施建設未必能夠有效的改善城市環(huán)境的觀點。

二、經(jīng)驗事實與影響機理分析

（一）我國主要城市限行政策落實情況與地鐵修建現(xiàn)狀

在我國當下城市道路和環(huán)境容量緊張異常的條件下，將新增機動車牌作為稀缺的資源進行配給制的供給，從而遏制住汽車保有量的飛速增長，或是通過對特定時間特定路段限制通行等手段，減少居民戶對于汽車需求的增長，成為諸多城市解決交通問題的手段。表1展示了我國限牌限號城市的基本情況（截至2016年底），可以看到，很多城市在交通管制過程中采取的是限牌限號政策并舉的策略。

相比于一紙禁令的限行，在地鐵的審批權限下放之后，更多的大中城市地方政府選擇通過修建地鐵以豐富城市的公共交通網(wǎng)絡，圖1顯示了2000—2016年期間，我國開通地鐵的城市數(shù)以及通車里程，樣本期內通地鐵的城市數(shù)與通車里程都處于上升通道，其中在2010年后地鐵的建設出現(xiàn)了高速增長的態(tài)勢，通車城市數(shù)以及里程大幅度增長。從圖線的后半部分走勢來看，這種態(tài)勢并沒有在2013年前后發(fā)生根本性的變化，這也表明推動我國地鐵建設的主因并不是政策導向，而是出自地方政府追求提升城市形象，改變城市舊有交通格局、緩解環(huán)境壓力等的目的。

（二）兩類手段背景下城市污染排放格局的演變

隨著限行禁令在各大城市紛紛落地，以及以地鐵為代表的公共交通設施的高速發(fā)展，優(yōu)化了區(qū)域經(jīng)濟增長的環(huán)境，兩種政策從需求端對居民汽車的使用進行了控制，一定程度上緩解了交通擁堵，進而對空氣質量產(chǎn)生重要影響。表2展示了實施限行政策城市與未實施限行政策城市在政策落地前后，以及修建地鐵和未修建地鐵城市在樣本期間的空氣質量平均水平之差。有兩點需要指出：第一，2010年之前我國穩(wěn)定實行限行政策的只有上海，之后這類城市才開始增加，故限行/非限行城市AQI差距的走勢線圖開始于2010年;其二，兩條線的走勢出現(xiàn)了一定程度的波動，其中部分原因在于隨著限行令以及地鐵城市數(shù)量的增加，導致對應兩組樣本隨之變化，由此會對均值產(chǎn)生影響?？傮w來看，地鐵城市除了在樣本前期的空氣質量指數(shù)略高于非地鐵城市之外，在2004年后開通地鐵的城市的空氣質量明顯好于非地鐵城市。而從2010年開始統(tǒng)計的限行與非限行城市空氣質量的比較也同樣顯示在2012年后，限行政策都顯示出了效果，但兩條曲線的波動依然存在。除了之前樣本變化導致之外，這可能也表明了兩類手段的作用存在時滯以及時效問題，這也是后文需要加以考量的問題。

（三）公共交通建設以及限行政策影響城市空氣質量的內在機理

該觀點認為無論是發(fā)展公共交通還是實施汽車限行政策都會從輸入端約束人們對汽車使用的頻率。郝艷召等（2015）通過MOVES模型的實證檢驗表明當城市汽車行駛時速保持在52公里左右時空氣質量最為理想，但我國2014年針對主要城市交通分析的報告指出，交通高峰期的平均車速不到26公里/小時，僅為最優(yōu)時速的一半。車輛的慢速使得交通擁堵逐漸開始顯現(xiàn)，而擁堵加劇了大氣污染。[27]根據(jù)上述描述，通過對部分車輛的限行或是發(fā)展軌道交通等可以提升車輛的運行速度，而速度的增加也可能刺激居民購買更多的車輛，因此兩類手段對大氣污染的影響有待論證。通過發(fā)展軌道交通與限行政策兩類手段減少了汽車的使用所帶來的社會總排污量，而限行政策一定程度對這種因果關系產(chǎn)生了約束。當交通密度超過交通機車設施承受的閾值時，車輛的增長將降低自身以及其他出行者的效率，產(chǎn)生擁堵問題，但隨著技術進步，單位社會產(chǎn)出污染排放隨之降低，在擁堵與技術進步的協(xié)同作用下，兩種手段中特別是限行政策有可能限制技術的流動與發(fā)展，這對于污染防控是不利的，因此其對于大氣污染量的影響方向也可能存在爭議。因此，短期性考察顯然是不充分的，而長期效應尚存在爭議。 “疏”與“堵”兩類政策實施后產(chǎn)生的影響存在一定的時間效應，需要對實際效應加以準確判斷。

三、數(shù)據(jù)采集、指標變量與模型設計

（一）數(shù)據(jù)介紹

本文構建的是2000—2016年期間34座全國主要城市的數(shù)據(jù)面板①①這34座城市包括我國大陸地區(qū)21個省會，3個自治區(qū)首府，4個直轄市以及深圳、寧波、蘇州、大連、青島和廈門等6個城市，因為數(shù)據(jù)原因，不包含?？?、呼和浩特以及拉薩三座城市。 ，主要指標數(shù)據(jù)來自歷年《中國城市統(tǒng)計年鑒》，城市空氣質量來自中國空氣質量在線檢測分析平臺的AQISTUDY數(shù)據(jù)庫，而本文所需的地鐵以及限行數(shù)據(jù)目前還沒有較為官方的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文通過谷歌地圖等資料結合網(wǎng)絡數(shù)據(jù)手工獲取關于地鐵是否通車、通車時間以及通車里程等數(shù)據(jù)資料，而關于城市是否出臺限行（包括限號與限牌）政策則通過對上述34座城市的交通信息網(wǎng)站進行查詢以獲得。需要指出的是，事實上我國地鐵修建的歷史可以追溯到1969年10月竣工通車的北京地鐵一號線，但一方面那個時期與現(xiàn)在的社會環(huán)境迥異，針對個別線路的考察難言能取得很有價值的成果。我國第二與第三個地鐵城市上海、廣州本別與1995和1997年才開通了地鐵，因此我國地鐵建設真正意義上的大飛躍是在新世紀以后。另一方面本文對于地鐵與環(huán)境的研究實際上的樣本時段約束來自對于AQI數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計，因此該研究始于2000年，限行政策的研究時段同樣定位于此。

（二）指標變量

1.回歸方程的核心被解釋變量

Heckman兩步法第二階段的核心變量是空氣質量，承前所述，該指標本文取之于權威機構網(wǎng)站發(fā)布的34座城市的空氣質量指數(shù)。我國目前空氣質量在線監(jiān)測分析平臺采用的技術指標有多種類型，包括PM25、PM10、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、硫化物等六項。眾所周知，PM25在我國作為主要空氣質量指標的時間并不長，之前很長時段中采用的是PM10，均不足以構建較長的數(shù)據(jù)面板，而單獨的氣體指標受城市的能源結構影響較大，比如盛產(chǎn)煤炭的地區(qū)城市其一氧化碳容易超標，而以石油為主要燃料的城市其硫化物排放量勢必偏高，所以采用綜合型指標aqi指數(shù)能在總體上對城市的空氣環(huán)境給予最為全面的考察和反映。aqi的取值越大，表明空氣質量污染問題更為堪憂。

2回歸（選擇）方程的解釋變量（被解釋變量）

在選擇方程和回歸方程中都存在有關地鐵通車以及限行政策的指標。在地鐵方面，本文設定了城市i在t年是否通地鐵的指標變量mdit②②在整理過程中，如果該城市在該年的上半年（6月30號之前）通車，我們設定md為1，如果下半年之后才通車，則當年設定為0， 翌年改變量設置為1。 ，以及該城市對應年份地鐵通車里程指標ml。本文認為，地鐵對于城市空氣質量的影響，不應該僅僅關注于是否通地鐵，還應該重點考量通車里程，一般而言，隨著城市地鐵規(guī)模的擴張，這種影響會隨著增加，因此在Heckman估計的第二步中，引入通車里程比單純的引入啞變量更為全面;而在限行政策（traffic restriction policy）上，設定城市是否實施過限行或限號等政策來考察政策落地后對于城市空氣質量的影響③③事實上，我們同樣希望能如地鐵那樣考察虛擬變量以及通車里程對于被解釋變量的影響，但對于政策實施的具體力度缺乏可準確考量的指標體系，因此，此處在兩步法中采用的限行指標均為虛擬變量。 ，如果一座城市沒有出臺限行政策，變量值為0，只要出臺其中一類政策為1④④之所以本文沒有進一步限牌與限號的作用影響是考慮到樣本的有限，合并處理更容易做大樣本從而需找規(guī)律。 。當然未來考察上述指標在第二步中對空氣質量長期性的影響，置入了若干期的滯后量。

3.控制變量

對于（1）-（2）式中的影響城市空氣質量、是否修建地鐵還有是否出臺限行政策的解釋變量集xit，同時也是模型方程中的控制變量，影響城市是否修地鐵以及城市空氣質量的因素可謂不勝枚舉，本文選取以下幾個重要的指標，城市的經(jīng)濟發(fā)展水平（gdp）、人口規(guī)模（pop）、城市對外開放度（open）、財政規(guī)模（fiscal）、產(chǎn)業(yè)結構（structure）、城區(qū)面積（urban）、城市道路規(guī)模（road）等。代麗華等（2015）的研究指出外貿依存度與城市污染排放之間存在著顯著的關聯(lián)性。[28]我國地方財政支出對于環(huán)境污染存在著深刻的作用影響（馮海波、方元子，2014）[29]，而產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化可以有效地減少硫化物的排放（肖挺、劉華，2014）[30]。上述變量也可以作為城市是否修建地鐵的主要動因，經(jīng)濟水平以及人口規(guī)模自不必諱言，我國地鐵城市集中在經(jīng)濟對外開放程度較高的東部地區(qū)城市，而盡管有大量社會資本PPP的注入，政府的財政支出與監(jiān)管仍是我國地鐵修建中的主導因素（王璽、夏強，2016）[31]。王岳平（2004）指出與交通運輸業(yè)存在著較強的相關性，尤其是重工業(yè)的發(fā)展更加依賴于交通設施的建設，換言之產(chǎn)業(yè)結構決定著城市交通建設的方向。[32]而地鐵的建設則有利于商貿服務業(yè)的發(fā)展，尤其是在地鐵沿線進行的商貿組團已成為各大城市的經(jīng)濟軸線。而在Heckman兩步法中，承前所述，還需要在決定是否能通地鐵的選擇方程中引入只對地鐵有影響、但對空氣質量沒有直接影響的變量，此處以城區(qū)面積以及城市道路規(guī)模兩個變量帶入第一步中，在城區(qū)較大的情況下，可能更需要地鐵溝通不同區(qū)域，這會提升地鐵修建的概率。而道路建設的規(guī)模通常負相關于地鐵修建的可能性，路上交通網(wǎng)的發(fā)達自然會擠壓修建地鐵的必要性。對于經(jīng)濟發(fā)展水平，本文選取了各樣本城市地區(qū)生產(chǎn)總值作為表征，并進行了價格指數(shù)的平減，以各城市人口數(shù)量衡量人口規(guī)模、城市對外開放程度選擇各城市實際利用外資規(guī)模、財政規(guī)模以各市政府的財政支出表征、產(chǎn)業(yè)結構則以服務業(yè)在GDP中的占比來衡量。城區(qū)面積指標數(shù)據(jù)取值于各城市的建成區(qū)面積，城市道路規(guī)模以城市實有道路面積來表征①①需要特別指出的是，本文數(shù)據(jù)采自所轄城區(qū)而非下轄縣（含縣級市）。 表2中報告了各指標的概念以及描述性統(tǒng)計結果。

（三）模型構建

由于本文旨在分析地鐵建設以及交通限行兩類手段對于空氣質量的影響，城市軌道建設屬于國家宏觀層面進行的一項戰(zhàn)略規(guī)劃，盡管審批權限在近年來有下放的傾向，但總體上地方政府仍然不可能自行修建地鐵，我國目前的地鐵城市主要是直轄以及省會城市，非省會城市通地鐵的并不多，有的是省會和周邊城市為了承接直轄或省會城市的資本輸出以及人口壓力而延伸出來的地鐵線路，這種情況比較典型的包括廣東佛山（廣佛線）以及與上海一步之遙的江蘇昆山（上海地鐵11號線）②②但在數(shù)據(jù)采集過程中，已將昆山、佛山的地鐵路段長度分別從上海和廣州中予以剔除。 。出臺限行政策的城市也大抵屬于這樣的范疇，恰恰是那些由于經(jīng)濟發(fā)展迅速，人口總量膨脹，交通擁堵嚴重而導致環(huán)境質量堪憂的城市更需要通過地鐵的建設或是限行的手段來緩解現(xiàn)狀?？紤]到可能出現(xiàn)的這種樣本選擇的偏誤問題，本文采用Heckman（1979）[33]構造的兩步估計法來處理上述問題。以地鐵問題為例，第一階段，本文構造了一個城市是否修建地鐵的虛擬變量，建立城市修建地鐵的選擇模型并計算出逆米爾斯比率（Inverse Mills Ratio），引入城市是否通地鐵的虛擬變量，采用的Probit模型進行估計;第二階段將第一階段計算得到的逆米爾斯比率作為控制變量帶入以緩解樣本選擇性的偏誤問題。而第二階段以環(huán)境質量作為被解釋變量，這樣，選擇方程和回歸方程分別表述為（1）（2）：

第二階段為對城市空氣質量水平進行的線性估計工作，為了提高兩個方程的辨識度，選擇方程（1）式中的解釋變量xit應該包含回歸方程（2）中的所有解釋變量xit，但xit中必須擁有至少一個變量，其與城市是否修地鐵相關聯(lián)、但對城市空氣質量卻沒有解釋作用，否則逆米爾斯比率λ可能與向量集xit元素高度相關，導致多重共線性問題。

在上述Heckman兩步法建模過程中，本文采用的是將地鐵修建作為選擇方程的被解釋變量，而對于另外一組研究變量交通限行政策而言，可以類似的采用限行與否替換地鐵修建變量，同樣進行Heckman兩步法的估計，對于多數(shù)城市而言，決定其是否出臺限行政策與是否修地鐵的原因應當由人口、經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)結構等大量重合的因素所決定。

以地鐵建設為例，根據(jù)回歸方程（2），地鐵的運營里程對環(huán)境質量的影響模型可以拓展為方程（4），為了控制異方差，城市經(jīng)濟發(fā)展水平、人口規(guī)模、城市對外開放度、城市規(guī)模、對城市交通基礎設施建設規(guī)模、財政規(guī)模指標進行了對數(shù)處理：

上兩式中將限行變量置入方程中，基本模式與“地鐵建設-空氣質量”Heckman方程邏輯保持一致。（7）式為第一步，對城市是否出臺限行政策的啞變量（trp）取決于諸多因素，需要再次指出：經(jīng)濟發(fā)達、人口眾多的城市更容易出現(xiàn)交通管制;對城市的對外開放程度勢必吸引更多的外來人口，這有可能加重城市交通壓力，從而引致交通管制政策的出臺;通過財政的支出增加交通基礎設施的供給可以降低出臺交管政策的可能性;如果城市商貿旅游等活動比較旺盛，那么可能交通壓力會更大，從而導致限行政策的出現(xiàn);城區(qū)面積較大，居民居住較為分散，亦或是路網(wǎng)比較完善，勢必也會降低實施交通管制的可能。通過（7）式計算出逆米爾斯比率，在（6）式代表的第二階段中將該比率作為控制變量引入以解決樣本選擇偏差。

五、實證分析

（一）“地鐵-環(huán)境”效應的估計結果

表3報告了地鐵對環(huán)境影響效應的兩階段估計結果，左側為第一階段的選擇模型，右側則是第二階段的回歸估計方程結果?？梢钥吹?，在考慮了控制變量以及時期和地區(qū)效應的基礎上，逆米爾斯比率顯著不為零，這表明通地鐵與否與空氣質量之間存在樣本的自我選擇性偏差問題。在選擇模型中由于probit 模型為非線性的估計方法，因此報告的估計系數(shù)為解釋變量的平均邊際效應（AME），估計結果表明城市上一年度的經(jīng)濟發(fā)展水平、人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結構中服務化趨勢以及城區(qū)面積等因素對于城市選擇開通地鐵的影響作用在1%顯著性水平上為正，換言之，經(jīng)濟越發(fā)達、人口越多、城區(qū)面積越大以及第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達的城市，修建地鐵的可能性也就越大。而上一年度財政支出以及第三產(chǎn)業(yè)比重較大，修建地鐵的可能性會下降，政府用于改善交通環(huán)境支出一定程度上擠壓了地鐵修建的需要，畢竟相比于高投入的地鐵，若非必要，理想的政府可能還是更傾向于通過發(fā)展與扶持公交、共享交通工具等以及修路等方式來解決交通壓力的問題。而城市的對外開放程度以及道路建成面積對于城市未來是否修建地鐵沒有產(chǎn)生顯著的影響，外資的引入并不能影響城市是否修地鐵，而城市新修道路不會擠出地鐵，兩種交通方式不能替代。而在第二階段的估計模型中，最為關鍵的回歸結果表明，隨著城市地鐵運營里程的增長，其空氣質量有小幅度的提升（aqi指數(shù)越大控制質量越差），這證實了本文在之前的猜想。

雖然表3中證實地鐵修建與空氣質量之間即期內存在正向關聯(lián)性，但這種關聯(lián)性是否能在較長的時段內保持，是一個值得探索的問題，據(jù)此本文延伸到一個較長的時間段進行考察，在Heckman的第二步中將各解釋變量的時間期數(shù)往前調1-3期，考察地鐵通車（線路延伸）后幾年內城市的空氣質量變化，表4匯報了估計結果①①三組估計中第一步選擇模型的結果與表3一致，故不再報告。 ，可以看到隨著城市軌道交通的修建并不斷延伸，地鐵修建對于空氣質量提升的作用在不斷提升，限于數(shù)據(jù)鏈的長度，不可能無線延伸這種數(shù)量上的考察，但可以猜測這種提升作用仍會不斷增加，至少在地鐵基建方面，“布雷斯悖論”現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)在我國大部分城市，交通基礎設施建設對于環(huán)境保護的邏輯是肯定的。

（二）“限行政策-環(huán)境”效應的估計結果

表5報告了在2010—2017年期間通過限行政策所產(chǎn)生的環(huán)境影響效應估計結果，λ的顯著性結果證實了這種方式的有效性，在第一階段選擇模型中我們考察的是各因素對于城市是否實施限行政策的影響，其中經(jīng)濟發(fā)展水平、人口規(guī)模以及產(chǎn)業(yè)結構服務化會促使城市出臺限行政策，而隨著城區(qū)面積的擴大限行的可能性則在降低，城市對外開放程度、財政支出規(guī)模和道路面積與道路限行與否沒有顯著的關聯(lián)性，前兩者似是而非尚好理解，但道路面積的擴張并沒有能夠降低城市限行的可能性，這就意味著在我國城市中單純通過修路緩解交通壓力的努力可能并沒有實質性的效果。而在估計模型中，最重要的發(fā)現(xiàn)是，限行對于當期的空氣質量并無影響，這表明至少在較短時期內限行政策無助于空氣質量的改善，前文所提到的一些由于政治導向使得空氣質量提升的現(xiàn)象更應該被理解為一種時點效應而非時段效應。

同樣，限行政策對于空氣質量的影響，需要在較長的時期內進行考察，仿照表4，本文在表6中進行了限行政策環(huán)境效應的跨期考察，研究結論表明，盡管將期數(shù)不斷向后延伸，但限行變量的系數(shù)始終沒有表現(xiàn)出顯著性，這意味著對于城市管理者而言，寄望通過限行的“堵”類政策解決城市空氣污染的問題大體是無效的，這就對城市交通管制提出了更高的要求，限制性政策或許只應該作為一種配合型的手段采用。

（三）穩(wěn)健性檢驗暨進一步分析1——合成控制法

由于對前文計量結論存在猶疑，此處本文對研究結論進行了一組穩(wěn)健性的考察，采用Abadie & Gardeazabal（2003）提出的合成控制法（synthetic control methods，SCM）[34]來擬合出地鐵（限行政策）出現(xiàn)后所產(chǎn)生的影響，合成控制法對政策干擾后實驗組的特殊性予以了考慮，可以隨機選中某個地鐵（限行政策）城市，并以選中城市相關的技術指標與其他城市技術指標之間的接近程度來對其他城市賦權，從而加權平均構建一個虛擬的合成城市，這個合成城市與所選城市在地鐵（限行政策）出現(xiàn)之前除空氣質量以外的各技術指標應該較為接近，而在地鐵（限行政策）“干擾”之后，所選與合成城市之間在空氣質量的差異就是地鐵（限行政策）出現(xiàn)后產(chǎn)生的效果，這就是合成控制法的基本原理，該方法比較適合針對一兩個樣本進行的重點分析，這點不同于倍差法將樣本劃分為實驗與對照組的做法。

合成控制法是一種非參數(shù)的方法，以未發(fā)生干預的地區(qū)為參照，根據(jù)這些地區(qū)與被干預地區(qū)在干預發(fā)生前指標數(shù)據(jù)結構特點的相似度賦予相應的權重，從而構造出反事實狀態(tài)，其優(yōu)點在于回避了主觀判斷所導致的內生性。反事實狀態(tài)要求控制組各自貢獻獨立的權重，從而進行加權平均，為避免出現(xiàn)過分的外推，所有對比地區(qū)的權重均為正數(shù)且諸權重之和為1（Temple，1999）①①合成控制法的基本原理此處從略，詳細過程可參見Abadie & Gardeazabal（2003）等文獻。 。

由于樣本局限在34所城市，事實上并非所有城市都適合采用SCM方法，因此考慮到擬合效果，此處本文選擇了2012年首通車的杭州以及2005年通地鐵的深圳為被合成的樣本城市，以樣本中其他城市作為控制組進行擬合，考察在2012年以及2005年前后兩座城市與合成城市之間的aqi差額，此處以杭州為處理組，其余不包括杭州的城市為控制組，以城市社會aqi為預測指標，表7展示其他幾個有權重城市在合成杭州中的權重，其中蘇州為權重較大的城市，換言之這個城市的指標和杭州比較接近。繼而在表2中本文又給出了2012年通車前真實與合成杭州在各指標值上的對比?？梢院苊黠@地看到表8中選取影響aqi的社會經(jīng)濟因素的真實杭州的變量指標與合成杭州指標的差異均顯著的小于其與所有樣本城市指標值的差異。而由于均方根的預測誤差（MSPE）僅為00723②②深圳為01686，MPSE較小也是這兩座城市成為被擬合城市的原因，其中杭州擬合效果相對更為理想。 ，這表明合成杭州很好的擬合了2012年地鐵通車前真實的成都情況，該方法適宜于估計地鐵通車對aqi指數(shù)帶來的影響。

（四）穩(wěn)健性檢驗暨進一步分析2——兩類政策的協(xié)同性檢驗

前文的研究表明，修建地鐵的疏導性政策較之于限行政策更為有效，但限行政策作為一種輔助性政策或許也有其價值，繼而本文考慮對兩種政策的協(xié)同性進行檢驗。為對抗內生性問題，采用系統(tǒng)GMM（SYS-GMM）估計方法，在回歸中分別使用了地鐵以及限行政策變量的一階滯后項作為內生變量的工具變量。表9報告了針對地鐵通車以及限行政策的估計檢驗，在控制了前期對本期沖擊影響的基礎上，估計1與估計2的計量結果證實了前文的結論：地鐵修建有利于空氣質量改善，但限行政策的作用則是有限的，但交互項的系數(shù)是顯著的表明如果同時實施了疏堵兩類政策，其效果會更為明顯，限行雖然不能從根本上解決交通空氣質量問題，但作為一種配合型的政策仍然在很大程度上有利于城市環(huán)境的改善。

六、結論、啟示與不足

本文通過將地鐵開通以及限行政策出臺視作為“準自然實驗”，采用我國大陸地區(qū)直轄市（省會、首府）以及各副省級共34座城市的數(shù)據(jù)，實證考察兩類手段對城市空氣質量的作用影響，研究結果認為：比較而言，通過修地鐵能夠更為有效的提升空氣質量，地鐵每延伸一公里的長度，可以提升翌年城市空氣質量0051個百分點。而且這種改善力度會在未來很長的一段時期內保持。但穩(wěn)健性檢驗表明地鐵對于空氣質量的調節(jié)力度在多年之后還是會出現(xiàn)下滑，而限行政策整體上在短長期內均無助于空氣質量的改善。盡管在機理上，無論修地鐵還是限行都是以約束人們使用汽車作為手段來調節(jié)控制質量，但顯然修建地鐵確實能夠對城市的交通環(huán)境產(chǎn)生長期性的改善作用，而限行政策本質上卻無法改變現(xiàn)狀，或許人們只是改變了出行的時間和通行的線路卻不會減少汽車的使用，畢竟我國大部分城市實行的是部分區(qū)域、部分時段的汽車限行，而且多數(shù)城市中這個限制區(qū)域并不廣闊，這使得限行政策對于有車一族的出行限制并不那么明顯。實證結論也表明，限行政策雖然治標不治本，但作為一種配合型的政策是有價值的，如果城市在地鐵通車的同時適度采用該手段可以大大提升政策實施的效果與力度，堵類政策有其存在的價值。另外，除了經(jīng)濟發(fā)展水平，其他如人口集聚、產(chǎn)業(yè)結構軟化、財政支出規(guī)模擴張、對外開放度提升均加劇了城市空氣環(huán)境的壓力。

從以上結論可以看到，盡管我國城市管理者近年來采取了多種手段對城市的空氣環(huán)境加以控制和保護，但事實上，這些手段的實施效果存在較大的差異，地鐵的大規(guī)模營建在一段時期內有效地改善了城市的空氣質量，降低空氣污染程度，產(chǎn)生良好的社會凈效益。因此，在城市相關社會經(jīng)濟條件允許的前提下，鼓勵地方城市政府進行地鐵建設，從而實現(xiàn)交通工具的替代，是為一種有效緩解交通空氣質量問題的手段，但從長遠來看，單純依靠地鐵想解決城市空氣質量問題可能也是難以奏效的。而本文結論雖然指出限行政策對于空氣質量的作用是無效的，但作為配套政策仍有其存在價值。治堵的根源并非無路可走，而是有路難走，交管水平的低下以及政策執(zhí)行力的不到位也是主要原因，應加大對于機動車污染防治的立法，加大環(huán)保執(zhí)法力度和對排污處罰的力度。總體看來，城市管理者應當將交通建設作為緩解環(huán)境壓力的主要手段，但不能僅僅以此作為解決問題的唯一手段，而輔之以一定程度的管控政策也是極為必要的。目前我國很多地級市由于經(jīng)濟總量、人口規(guī)模等原因不足以修建地鐵，但可以考慮通過完善城市地上軌道交通、完善公共交通、豐富共享交通工具等運輸體系，相信這也能夠在一定程度上取得同地鐵類似的效果。此外，在城市的空間拓展過程中，需要做好新城區(qū)的建設規(guī)劃，將市中心的核心商業(yè)、醫(yī)院、學校予以外遷，靠近新建成的居民區(qū)，從而緩解人們通行的壓力，減少汽車的使用頻率。政府機關部門任何一種手段或政策都遠不及提高公眾環(huán)保意識所帶來的效果強烈，本文研究指出的疏通類政策比封堵類政策更為有效，但最根本的疏導政策來自人們環(huán)保意識的提升。所以，政府及相關團體應立足于加強對大氣環(huán)保的宣傳，這才是真正治本的疏導之策。

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