2026年1月14日,我院杨超教授和袁泉副教授团队,与斯坦福大学、华盛顿大学等研究机构学者合作,在Nature子刊《Nature Cities》发表题为《Increasing nationwide disparities in road freight emissions across cities》的研究论文。

随着全球化生产和电子商务的迅猛发展,城市货运需求大幅增长,在推动经济的同时也加剧了环境不平等问题。本研究分析了2011至2020年间美国3107个县的四种主要货运排放物(PM10、PM2.5、CO2和NOx)的空间演变,揭示了两类排放不公平现象:其一为国家货运系统空间布局导致的;其二为社会经济地位导致的。尽管车辆排放标准的日益严格使得总排放量有所下降,但排放负担却日益向货运走廊和枢纽城市集中,且少数族裔社区承受的污染压力相对于其货运需求呈现出不成比例的增长。
论文题目:
Increasing nationwide disparities in road freight emissions across cities
发表期刊:
《Nature cities》
获取网址:
https://www.nature.com/articles/s44284-025-00368-x
主要发现
在全球减排背景下,美国公路货运排放呈现出显著的空间集聚特征,减排红利在地理分布上并不均衡。研究发现,虽然美国货运排放总量因车辆标准提高而大幅下降,但排放的空间异质性却在增强,污染物向特定的货运基础设施周边聚集,导致美国国家货运网络沿线城市的环境负担日益加重。
社会经济弱势群体在美国货运体系扩张中承受了不成比例的环境代价。少数族裔比例较高的县与高排放强度的空间相关性在过去十年中显著增强,尤其是在公路货运网络周边的少数族裔社区,其排放暴露水平并未随美国整体的环境改善而同步减少,反而因其与货运基础设施的地理邻近性而面临更持久的环境问题。
货运排放的分布与其产生的本地需求之间存在严重脱节。许多处于美国国家货运走廊、门户港口或内陆枢纽位置的城市,其实际承担的排放量远超其本地生产生活所产生的货运需求。这些城市在支撑美国国家供应链运转、为全社会提供物流便利的同时,却在本地留下了巨大的环境影响,反映了美国国家货运体系中“收益共享、代价局部化”的结构性矛盾。
城市在美国国家货运体系中的功能定位决定了其环境负担的程度,中等收入城市往往成为污染的重灾区。与传统认为贫困地区污染最重的观念不同,研究发现货运排放与收入水平之间存在“倒U型”关系。美国的中等收入城市因具备一定的劳动力和土地资源,成为承接物流产业和货运走廊的核心区域,在货运经济的博弈中付出了最高昂的环境健康代价。
研究案例
本研究以全美国3,107个县(county)为研究对象,覆盖了从2011年至2020年的长周期跨度。这些县根据其在国家货运体系中的角色和货运活动强度,被细分为门户城市、货运枢纽、走廊城市以及普通城市四类,旨在全面捕捉不同功能定位城市在环境公平性上的差异。案例分析涵盖了纽约、洛杉矶等国际门户,塔尔萨、图森等内陆枢纽,以及分布在中西部的货运走廊城市。
研究内容及方法
利用美国国家排放清单的县级年度数据,分析各县公路货运产生的PM10、PM2.5、CO2和NOx的排放强度。通过空间自相关分析方法,研究评估了排放负担在全美范围内的集聚趋势,并利用双变量空间统计分析,探究人口密度、少数族裔分布与排放强度之间的空间关联演化趋势。
为了更精准地衡量弱势群体与货运污染的地理接近程度,研究提出了少数族裔邻近指数,该指数综合考虑了美国各普查区内的人口构成以及到美国国家货运网络的相对距离。此外,研究还通过对数线性回归模型和环境库兹涅茨曲线模型,在控制了交通量、产业结构及经济水平等因素的基础上,分析美国社会经济地位和城市定位对排放不公平性的作用规律。
实验结果
2020年全美公路货运排放强度的空间分布与美国国家货运基础设施布局高度一致。高强度的二氧化碳、氮氧化物及细颗粒物排放主要集中在美国国家货运公路网络、大型货运机场和海港周边,且排放负担不仅限于枢纽内部,还沿主要物流走廊向周边县域蔓延。
回归分析证实了社会经济因素对美国货运排放不公性的显著影响。随着少数族裔人口占比的增长,其所在区域承受的货运排放强度随之显著上升。在控制了本地货运需求和产业结构等变量的影响下,美国国家货运网络的通过依然是造成少数族裔聚集区域高排放的主导因素。
不同货运功能的节点城市在排放强度和少数族裔邻近指数上表现出显著的异质性。门户城市、枢纽城市和走廊城市的排放强度中值远高于普通城市,且这些地区的少数族裔邻近指数在十年间经历快速增长,表明少数族裔群体正日益向这些高强度货运区域聚集,面临更严峻的环境风险。
美国公路货运排放与城市收入水平之间遵循“倒U型”环境库兹涅茨曲线规律。排放压力最大的并非收入最低或最高的地区,而是处于中间收入水平的城市,且这些城市如果位于货运走廊上,其所承受的污染负担将进一步放大。