美国大都市区的空间蔓延与空气污染治理

       中图分类号：K712.4 文献标识码：A 文章编号：0257-0246(2018)06-0091-12

       美国大都市区的空间蔓延所导致的环境危害之一就是空气污染。空气污染源可分为固定污染源和移动污染源。固定污染源是指工厂企业等固定不动的生产单位所造成的污染，与大都市区的空间蔓延相关性不大，因而不是本文所探讨的重点。移动污染源是指由私人汽车、卡车、公共汽车乃至轨道交通所导致的污染，与大都市区的空间蔓延具有紧密的相关性，因而是本文所要探讨的重要内容。

       一、大都市区的蔓延与空气污染的相关性

       简单地说，“大都市区蔓延”是一种蛙跳式、低密度、功用分离和严重依赖私人汽车的城市开发模式。由于美国大都市区的开发密度很低，彼此之间距离遥远，而且居住地点与就业、购物和娱乐等地点彼此分离，使公共交通很难运营，步行和骑自行车又非常不便，因而私人汽车成为大都市区居民出行的主要手段，极大地增加了汽车燃油的消耗和尾气的排放量，导致美国空气的严重污染。

       另外，城市住宅以公寓住宅为主，许多家庭能够共用部分墙体，每套住宅的外墙比例大幅度降低，从而大幅度减少了居室热量的散失，节省了各类燃料，也就是减少了燃烧所产生的废气。相反，美国郊区住宅以独户住宅为主，独户住宅增加了每套住宅的外墙面积，增加了居室热量的散失，从而增加了各类燃料的消耗，提高了废气的排放量。可见，美国大都市区的低密度蔓延，加重了空气污染。1974年美国住宅与城市发展部(HUD)和环保局(EPA)的一项研究，比较了高密度规划社区与低密度蔓延社区对环境和居民的不同影响(见表1)。表1显示，每10000套住宅每年所消耗的能源，前者仅是后者的56％；就私人汽车每天所释放的有害气体而言，前者仅是后者的50％；就居民住宅每天所释放的有害气体而言，前者仅是后者的57％。

       另一项研究比较了住宅占地面积与住宅密度对环境的影响(见表2)。表2显示，住宅面积与其环境影响呈正相关关系，而住宅密度则与其环境影响呈负相关关系，即住宅占地面积越大，密度越低，其消耗的能源和产生的有害气体就越多，反之亦然。如果以每套占地5英亩的住宅所产生的环境影响为100，那么，1英亩、0.125英亩和0.02英亩的住宅所产生的环境影响就分别是92、50和27。一个司空见惯的常识是，低密度蔓延社区的空气质量远远高于高密度社区的空气质量，这是因为低密度蔓延社区的有害气体得到了更迅速的稀释。但低密度蔓延社区单位数量的住宅排放的有害气体总量高于高密度规划社区，从而加重了整个大都市区空气的污染程度。这就是美国大都市区低密度蔓延与空气污染之间的关联之所在。

      

       由于美国大都市区的低密度蔓延和功能的单一性，美国居民驱车里程和燃油消耗量的增长速度远远高于人口的增长速度。在1940—1970年间，美国的行车里程总长从4863亿千米增长到18035亿千米，增长了2.7倍。同期城市地区的非货运汽车行车里程从2097亿千米增长到7795亿千米，增长了2.8倍，而同期人口从1.33亿增长到2.05亿，只增长了54.1％。同样，美国汽车燃油的消耗总量，在1950—1970年间从402.8亿加仑增长到923.28亿加仑，增长率为1.3倍。①

       从国际对比的角度看，美国人均交通能源的消耗量是最高的。虽然美国人口仅占世界的4.7％，但其每年消耗的交通能源总量占世界的1/3以上。每个美国公民平均消耗的交通能源相当于每个日本公民的5倍和每个西欧公民的近3倍。这与欧美大都市区的人口密度密切相关，欧洲大都市区的人口密度是美国大都市区的3至4倍。②表3更进一步说明了美国、欧洲和亚洲城市人口密度与能源消耗之间的关联性，休斯敦的人口密度最低，每平方英里只有3000人，其人均交通能源的消耗量也是最高的，达到了6789万个英国热力单位(BTU)。马尼拉的人口密度最高，每平方英里高达96288人，其人均消耗的交通能源也是最低的，只有695.3万个英国热力单位。美国作为一个车轮上的国家，其能源消耗和对大气的污染程度由此可见一斑，而这正是由于美国大都市区的空间特征即低密度蔓延所决定的。

       由于美国大都市区的空间蔓延，人均消耗的能源高于欧洲和日本等同等经济发达的国家，其人均排放的有害气体自然也就高于后者。表4显示，1998年，美国硫氧化物()的人均排放量为69千克，是英国的2倍，法国和德国的4.3倍，奥地利和日本的9.9倍。美国氮氧化物()的人均排放量为80千克，是英国的2.3倍，法国的2.8倍，德国的3.6倍，日本的7.3倍。美国二氧化碳的人均排放量为20吨，是英国和日本的2.2倍，法国的3.3倍，德国的2倍。汽车尾气已经成为当今美国空气的主要污染源，美国环保局指出，“在我们的城市里，汽车和卡车导致了大约1/3至1/2的空气污染”。③而在加州南部，汽车造成的污染更加严重，64％的空气污染是由汽车尾气造成的。④