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城市交通碳排放与人口密度变化的弹性系数研究1

城市交通碳排放与人口密度变化的弹性系数研究

摘要

本研究旨在系统探讨城市交通碳排放与人口密度变化之间的弹性系数关系，为城

市低碳交通规划提供科学依据。通过构建多维度分析框架，结合计量经济学模型与空间

数据分析技术，对典型城市案例进行实证研究。研究结果表明，人口密度与交通碳排放

之间存在显著的负向弹性关系，但该弹性系数受城市规模、产业结构、交通基础设施完

善度等多种因素调节。基于研究发现，提出差异化政策建议，为不同发展阶段的城市制

定交通碳减排策略提供参考。本研究创新性地引入动态弹性系数模型，突破了传统静态

分析的局限性，为城市交通碳排放研究提供了新的方法论视角。

引言与背景

1.1研究背景与意义

随着全球气候变化问题日益严峻，城市作为能源消耗和碳排放的主要场所，其交通

系统的低碳化转型已成为各国政府关注的焦点。根据国际能源署(IEA)数据，交通部门

占全球能源相关二氧化碳排放的24%，其中城市交通贡献了约70%的交通碳排放。中

国作为全球最大的发展中国家，正处于快速城镇化进程中，城市人口密度持续增长，交

通需求不断扩大，如何协调人口密度变化与交通碳排放控制成为亟待解决的科学问题。

本研究具有重要的理论价值和实践意义。理论上，通过构建弹性系数分析框架，可

以深化对城市空间形态与交通碳排放关系的理解，丰富城市地理学和交通环境科学的

理论体系。实践上，研究成果可为城市规划部门制定差异化碳减排政策提供量化依据，

助力实现”双碳”目标下的城市可持续发展。

1.2国内外研究现状

国外学者对城市形态与交通碳排放关系的研究起步较早。Newman和Kenwor-

thy(1989)的开创性研究揭示了城市密度与人均交通能耗的负相关关系，奠定了该领域

的研究基础。Ewing和Cervero(2010)通过元分析证实了紧凑型城市设计对减少交通出

行和碳排放的积极作用。近年来，随着大数据技术的发展，学者们开始利用手机信令、

公交卡数据等新型数据源进行精细化研究，如Zahabi等(2016)利用GPS数据分析了

建成环境对交通碳排放的影响机制。

国内相关研究虽起步较晚，但发展迅速。刘志远等(2015)基于中国35个大城市面

板数据，验证了人口密度与交通碳排放的倒U型关系。王炜团队(2018)构建了城市交

通碳排放评估模型，为量化分析提供了方法论支持。然而，现有研究多集中于静态关系

分析，对动态弹性系数的探讨尚不充分，这正是本研究试图突破的方向。

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1.3研究问题与目标

本研究聚焦以下核心科学问题：(1)城市交通碳排放与人口密度变化的弹性系数如

何量化表征？(2)该弹性系数在不同城市规模和发展阶段存在何种差异？(3)哪些关键因

素会影响弹性系数的大小和方向？(4)如何基于弹性系数分析制定有效的碳减排政策？

为实现上述研究目标，本研究设定以下具体任务：构建理论分析框架，开发动态弹

性系数测算模型，收集多城市实证数据，进行案例比较分析，提出政策建议。通过系统

研究，期望能够为城市交通碳减排提供新的分析工具和决策支持。

研究概述

2.1研究范围与对象

本研究选取中国东、中、西部地区具有代表性的20个地级及以上城市作为研究

对象，覆盖超大城市、特大城市、大城市和中等城市四种规模类型。研究时间跨度为年，这一时期经历了中国城镇化快速发展阶段，人口密度变化显著，交通碳排

放增长迅速，具有典型研究价值。

研究对象聚焦于城市客运交通系统，包括公共交通(地铁、公交、出租车)和私人

交通(私家车、摩托车)两大类。货运交通因与人口密度关系较弱，暂不纳入本次研究

范围。碳排放核算范围包括直接排放(车辆燃烧化石燃料产生的CO2)和间接排放(电

力驱动的交通工具对应的发电环节排放)。

2.2研究内容与框架

本研究构建了”理论方法实证应用”四位一体的研究框架。理论部分梳理城市交通碳

排放的影响因素和作用机制；方法部分开发动态弹性系数测算模型；实证部分进行多城

市案例比较；应用部分提出政策建议。

具体研究内容包括：(1)城市交通碳排放核算体系构建；(2)人口密度变化测