一、引言
这篇论文是一篇关于墨西哥城实施的驾驶限制政策(Hoy No Circula,简称HNC)对空气质量影响的研究报告。
HNC政策基于车辆牌照的最后一位数字,禁止数字为某个号码的司机使用车辆。例如,今天的数字为6,则禁止尾号为6的汽车通行。同时,出租车、公交车、警车等不受政策的限制。政策的遵守率接近100%,一方面,根据汽车尾号限制通行,那么不遵守政策的违规车辆很容易被发现,会被扣押并且处以罚款,另一方面,贿赂警察的成本很高,因为道路上有大量的警察,不太现实在被抓时对那么多警察进行贿赂。
但是,HNC政策的效果并不理想,作者在文章中通过断点回归表明,HNC政策在实施之后,空气质量不仅没有提升,反而有一定程度的下降。经过分析,作者发现,HNC政策导致空气质量下降的原因可能包括:
- 车辆总数的增加:HNC政策实施后,并没有导致汽油销售的减少,反而由于车主为了避免限行而购买额外的车辆,导致车辆总数增加;
- 车辆组成向高排放车辆转变:很多车主在HNC政策实施后购置了二手车,用以规避限行。然而二手车的排放量更高;
- 出租车使用增加:部分市民认为时间价值比较重要,因此在汽车限行当天不会使用公共交通,而是会使用出租车替代,而出租车通常是型号较差、年份较老的汽车,排放量比普通汽车更高。
二、墨西哥空气污染情况的观测
作者的数据来源于墨西哥的自动打气检测网络(RAMA),该网络每小时报告一氧化碳、二氧化氮、臭氧、氮氧化物和二氧化硫的测量值
三、模型与实证分析
(一)基准模型
在我们的模型中,是空气污染指数,是衡量HNC实施前后的变量,在HNC实施后的年份里,该变量的值为1,否则为0,该变量是我们关注的核心变量。是星期几、一天中的第几小时等影响空气污染指数的一系列变量。因此,我们的基准回归模型为:
作者首先做了一下OLS,结果如下:
作者是把1986-1993的数据,逐步缩小开始年份和结束年份之间的区间,最后形成四组区间,从而进行回归的。由于年份区间更小,数据量太少了,就无法观测到星期几、一天中的第几小时的影响,因此最小的区间是1989-1990这个两年的区间。但是,即使是这么小的区间,也存在各种其他因素的影响。例如,从1994年开始,墨西哥对新车的排放标准做了重大改变,要求所有新车必须达到美国的排放标准。这和其他潜在的混杂因素使得在HNC政策实施后相当长的时间内的观测数据对于评估HNC政策对空气质量的影响不那么有信息量。即使区间进一步缩小,也同样存在着其他影响空气污染的指数,这个指数是跟时间t相关的,那么我们的残差项就和t存在相关性,即存在内生性。
于是作者使用断点回归(RD)来解决这个问题。RD设计通过考虑在HNC政策实施前后的一个任意窄的时间窗口来解决这种内生性问题。在这个时间间隔内,影响空气质量的未观察因素可能是相似的,使得HNC政策实施前的观测数据为实施后的观测数据提供了一个对照组。
下面这段是原文,写得非常好,逻辑特别清晰,记录分享下:
于是,作者接着进行了断点回归,并且用七阶、八阶、九阶的时间趋势项分别做了回归。结果显示,并不证据表明HNC政策导致空气污染情况有所改善。
(二)对时间段进行限制
作者认为,简单地进行研究或许并不全面,因为政策在早上10点到下午5点实施,说不定只在这个时间段有影响。结果进行OLS和断点回归,同样无证据表明HNC改善了空气环境。
(三)HNC对极端污染浓度的影响
WHO表明,空气污染只有超出某个值才会对人体产生危害,那我们换一下因变量又如何呢?
于是作者把因变量替换为:
- 每日最大空气污染量
- 空气污染超过WHO标准的天数
重新进行回归后,同样无证据表明HNC改善了空气环境。
(四)其他的几个替代观测
在表7中,研究者通过七种不同的替代观测来评估HNC政策对空气质量的影响。
第一种使用固定效应模型,以监测站为单位控制每周平均空气污染。第二种是限制样本只包括报告率至少70%的监测站,以减少报告变化的偏差。第三种是排除了天气协变量,以测试它们是否是结果的主要驱动因素。第四种是包括了汽油价格,考虑到它对驾驶行为和空气质量的影响。第五种是排除了超过WHO标准三倍的高污染观测值。第六种是使用Newey-West方法估计标准误差,允许5周内的任意相关性,以更准确地反映时间序列数据的特性。第七种是包括了一周中每天和一天中每小时之间的完整交互作用,以更细致地控制空气污染的周模式。结果如下,同样无证据表明HNC改善了空气环境。
四、空气质量不降反增的原因
研究空气质量,只需考虑交通部门即可,无需考虑工业部门,原因有三。首先,墨西哥空气污染主要是交通部门造成的,例如CO,交通部门的排放占了99%;其次,工业部门的降排牵一发而动全身,对很多部门都有影响,而当年几乎没有这方面的报告;最后,墨西哥工业部门中,电力是最主要的排放部门,而当年电力产出并无太大变化。
(一)汽油销量
汽油销量是评估HNC政策效果的另一种方法,根据汽油销量的增减,可以判断HNC政策实施后,墨西哥的汽车行驶是否有减少,结果显示并没有。
(二)公共交通
我们猜想实施HNC后,原本驾车的人会搭乘公交车、地铁等,于是公共交通理应增加。但实际上也没有。
从HNC潜在社会效益的角度来看,这种对公共交通缺乏转向是令人失望的,因为地铁和公共汽车系统是墨西哥城最低排放的交通方式之一。为了理解这种模式,考虑驾驶员的人口特征是有价值的。在这一时期的墨西哥城,每八个人就有一辆车,因此驾驶员往往是来自中上阶层,时间价值相对较高。地铁和公共汽车系统是墨西哥城最便宜但在某些方面也是最不方便的交通方式。对于许多墨西哥城居民来说,地铁和公共汽车系统以负担得起的价格提供出色的服务。然而,乘客量证据表明,这些交通方式并不是那些每周有一天不能开车的HNC驾驶员的首选。看起来更有可能的是,驾驶员会转向其他形式的私人交通,要么通过购买额外的车辆,要么通过使用出租车。接下来的两个小节探讨了这些可能性。
(三)汽车登记量和销售量
研究表明,像HNC这样的驾驶限制措施可能会促使家庭购买更多的车辆,因为拥有两辆车的驾驶员可以通过车牌尾号不同来规避每周一天的限行。我们可以通过观察HNC政策后,登记车辆的数量和汽车的销售量,根据这个来判断HNC政策实施后,市民是否购买了更多车辆。
数据显示,1980-2005年间墨西哥城的注册车辆数量呈现增长趋势,HNC政策实施后,注册车辆数量显著增加,大约增加了325,000辆。1975-2005年间新汽车销售数据显示轻微增长,但相对于注册车辆总数的影响较小。因此,注册车辆的增加主要是由二手车市场,尤其是从墨西哥其他地区或美国市场进口的二手车所驱动。
墨西哥城的车辆登记和新汽车销售数据显示,HNC政策与登记车辆数量和新汽车销售的增加有关。新汽车销售的增长相对于登记车辆的增长较小,表明登记车辆的增加主要是由二手车市场驱动的。而由于老旧车辆通常排放量更高且燃油效率更低,这就解释了为什么没有观察到空气质量改善和汽油消费减少的迹象。
(四)出租车的替代作用
HNC政策实施后,墨西哥城的出租车使用量增加可能是导致空气质量改善证据不足的另一个原因。1989年HNC政策实施时,墨西哥城拥有约75,000辆出租车,大约每100位居民就有一辆出租车。这种大量出租车的存在使其能够吸收HNC政策带来的出租车使用需求增加。我们可以假定,在HNC政策实施后,由于出租车不受限制,墨西哥市民在自己的车辆被限行时,可能转向使用出租车。于是作者对HNC政策实施前后的出租车数量进行了断点回归,结果发现出租车数量虽然随着时间推移而增加,但跟HNC政策并没有明显的关系。作者指出,1980年代出租车数量的大幅增加部分是由于出租车特许权作为政治礼物被赠送这一特殊的历史背景,而并非因为HNC政策。
出租车数量不变还是好理解的,因为现有的出租车基数很大,以及足够承接受限行影响的市民。那么,我们换个角度考虑,每辆出租车能承接更多客户(赚更多钱),而驾驶出租车需要出租车许可证,这个证是跟出租车捆绑销售的,那么,这段时间出租车汽车的销售价是否会上升呢?结果有没有。
作者最终提到,根据Gobierno del Distrito Federal, Secretaría del Medio Ambiente 2004b这项政府研究,西哥城的私家车每天行驶约36公里。随着每周有460,000辆私家车被禁止行驶,这意味着HNC每天减少了1660万公里的行驶需求,或每辆出租车每天221公里。相当于我们通过经济学直觉推测市民转向使用出租车了(存疑)。而当时的出租车多为老旧的大众甲壳虫车型,这些车辆不仅本身排放量高,而且由于设计原因难以安装减排设备,加之出租车普遍车龄较长且常被调整为最大功率运行,进一步增加了一氧化碳等有害气体的排放。