北京大學賀燦飛、朱晟君聯(lián)合復旦大學劉子亮，歷時兩年半，在國際頂級學術期刊Nature Cities 上發(fā)表了一項重要研究成果。

該研究利用涵蓋三十多萬條企業(yè)污染記錄的微觀數據、精度高達1平方公里的衛(wèi)星遙感PM2.5數據，以及5平方公里網格化的人群健康數據，極其系統(tǒng)地評估了高鐵開通對城鄉(xiāng)空氣污染及公共衛(wèi)生差異的影響。其中，企業(yè)層面的空氣污染和經濟數據集來自中國財政部和國家氣象局。網格層面的健康數據來自中國疾病預防控制中心。這些數據集根據保密協(xié)議提供給本研究使用，不對外公開。

論文題目：China’s high-speed rail widens urban–rural disparities in air pollution and public health（中國高鐵擴大了空氣污染和公共衛(wèi)生的城鄉(xiāng)差異）

通訊作者：劉子亮、賀燦飛

第一單位：北京大學 - 城市與環(huán)境學院

發(fā)表時間：2026年3月6日

摘要

空氣污染常被視為城市問題，而農村地區(qū)的空氣污染及其相關健康影響卻鮮少受到關注。以中國為例，我們首先利用該國企業(yè)級廢氣排放數據、網格級PM2.5（細顆粒物）數據及網格級健康數據，證明農村地區(qū)的空氣污染水平并不優(yōu)于城市地區(qū)。進一步研究表明，高鐵建設使城市地區(qū)在降低廢氣排放強度、PM2.5濃度及心血管疾病致死率方面取得的成效顯著優(yōu)于農村地區(qū)。這種城際交通基礎設施的建設，可能加劇城鄉(xiāng)間空氣污染與公共衛(wèi)生的差距。隨后我們發(fā)現，高鐵在城鄉(xiāng)地區(qū)實施的不均衡影響，與資源向城市傾斜的空間再分配密切相關。最后指出，這種不均衡影響雖存在波動，但會隨時間推移持續(xù)擴大，并在不同地理距離上呈現主導態(tài)勢。本研究旨在通過引導更多關注農村地區(qū)空氣污染與公共衛(wèi)生問題，以及特定政策工具可能加劇的城鄉(xiāng)差異，從而影響中國及其他新興經濟體對污染問題的認知。

導讀

該研究基于中國多源細粒度數據發(fā)現，農村空氣污染不亞于城市；高鐵開通后，城市在減排與健康改善上獲益更多，加劇了城鄉(xiāng)差距，并揭示其源于資源向城市的再配置。

引言

研究背景

空氣污染對人類健康和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展有害，不僅損害身體健康和心理健康，還以多種方式抑制經濟生產力。在新興經濟體中尤為嚴重，這些國家開始工業(yè)化并尋求提高收入水平。盡管科學界通常將空氣污染視為城市問題，但農村地區(qū)的空氣污染及其相關的健康影響同樣值得關注，尤其是在新興經濟體中，農村地區(qū)往往面臨較大的環(huán)境風險，并且大量與空氣污染相關的死亡發(fā)生在農村。

科學問題與動機

核心科學問題是空氣污染及其健康影響在城鄉(xiāng)之間的差異。研究動因在于揭示高鐵開通后，資源的空間再分配如何導致城鄉(xiāng)差距擴大，特別是在空氣污染和公共健康方面。

現有研究不足

現有研究多集中于城市空氣污染及相關的健康風險，而對農村空氣污染關注較少，無法提供緩解城鄉(xiāng)不平等的有效政策建議。此外，雖然許多研究探討了城際交通基礎設施的經濟影響，但對于其環(huán)境影響以及相關健康影響知之甚少。

研究目標與創(chuàng)新

本文旨在通過定量分析大規(guī)模數據集，揭示中國高鐵建設對城鄉(xiāng)空氣污染和公共健康的不平等影響。研究表明，高鐵開通后，城市地區(qū)在減少廢氣排放強度、PM2.5濃度和心血管疾病死亡率方面的效果優(yōu)于農村地區(qū)，從而加劇了城鄉(xiāng)差距。本文還強調了某些政策工具（如高鐵）可能無意間擴大城鄉(xiāng)差距，為理解交通基礎設施的社會福利提供了新視角。

方法

數據來源與類型

研究采用2013–2016年中國國家稅務局企業(yè)污染與經濟數據，覆蓋全國約66%的增加值和稅收。企業(yè)層面廢氣排放強度、能源消耗等變量通過逆雙曲正弦變換處理。PM2.5濃度來自哥倫比亞大學SEDAC的衛(wèi)星數據（1 km × 1 km分辨率），心血管疾病死亡率基于中國疾控中心5 km × 5 km網格健康數據。高鐵站位置及城市社會經濟變量從公開數據庫獲取。

核心方法或技術

采用雙重差分法（DD）和三重差分法（DDD）模型評估高鐵開通對城鄉(xiāng)廢氣排放、PM2.5濃度及心血管疾病死亡率的影響。核心解釋變量為高鐵連接虛擬變量及其與城鄉(xiāng)區(qū)域的交互項，控制變量包括人均GDP、人口密度等。針對時間異質性，加入相對高鐵開通年份的時間虛擬變量；針對空間異質性，設置以高鐵站為中心的緩沖區(qū)虛擬變量。

研究過程或實驗步驟

首先清理企業(yè)數據，剔除異常值及缺失值，并進行變量標準化處理。隨后構建DD和DDD模型，分別分析高鐵開通對廢氣排放、PM2.5濃度及心血管疾病死亡率的總體效應和城鄉(xiāng)差異。通過引入時間虛擬變量和距離緩沖區(qū)虛擬變量，進一步探討時間與空間異質性。所有回歸均控制企業(yè)和年度固定效應，穩(wěn)健標準誤聚類至企業(yè)或網格層面。

結果

農村與城市空氣污染對比

研究顯示，中國農村地區(qū)的空氣污染并不比城市地區(qū)好。在2013-2016年間，盡管企業(yè)和網格層面的廢氣排放量和PM2.5濃度均呈下降趨勢，但城市地區(qū)的下降速度更快。特別是在東部和中部中國，農村地區(qū)的PM2.5污染幾乎與城市地區(qū)一樣嚴重?？傮w來看，農村地區(qū)的空氣污染問題不容忽視。

高鐵開通對城鄉(xiāng)空氣污染的影響

高鐵的開通進一步加劇了城鄉(xiāng)之間的空氣污染差距。數據顯示，在高鐵連接后，農村地區(qū)的廢氣排放強度增加了1.93%，而城市地區(qū)則減少了0.72%。此外，農村地區(qū)的PM2.5濃度減少了6.25%，而城市地區(qū)減少了10.49%。這表明高鐵的開通使城市地區(qū)在減少空氣污染方面受益更多，從而擴大了城鄉(xiāng)差距。

高鐵對城鄉(xiāng)公共健康影響的差異

高鐵開通對心血管疾病死亡率的影響也存在城鄉(xiāng)差異。研究發(fā)現，在高鐵連接后的三年內，城市地區(qū)的心血管疾病死亡率減少了3.60%，而農村地區(qū)僅減少了0.88%。這種差異隨著時間的推移而加劇，顯示出高鐵開通對城市地區(qū)公共健康的更大益處。

結論

高鐵加劇城鄉(xiāng)污染與健康不平等

研究發(fā)現，高鐵開通后，城市地區(qū)在減少廢氣排放強度、PM2.5濃度和心血管疾病死亡率方面的改善顯著優(yōu)于農村地區(qū)。這種差異與資源向城市地區(qū)的重新分配密切相關，表明高鐵作為一項政策工具可能無意中擴大了城鄉(xiāng)環(huán)境與公共健康的差距。這一現象提醒我們，在推動基礎設施建設時需更加關注其對農村的潛在不利影響。

農村空氣污染問題不容忽視

盡管傳統(tǒng)觀點認為空氣污染主要集中在城市，但研究表明，中國農村地區(qū)的PM2.5污染幾乎與城市相當，尤其是在東部和中部人口密集區(qū)域。此外，農村地區(qū)的廢氣排放強度始終高于城市。這表明農村空氣污染同樣嚴峻，并且由于資源匱乏，農村更易受到環(huán)境風險的影響。因此，應將更多注意力轉向農村地區(qū)的空氣污染治理。

資源再分配驅動城鄉(xiāng)差距擴大

高鐵開通促進了知識、投資和技術等資源的空間流動，但這些資源更多集中于城市地區(qū)，進一步拉大了城鄉(xiāng)差距。例如，城市企業(yè)因高鐵獲得了更多的商務接待支出、投資和高技術認定機會，而農村企業(yè)在能源效率和生產力提升方面則落后于城市同行。這種資源分配的不平衡直接導致了城鄉(xiāng)污染和健康差距的持續(xù)擴大。

局限性與展望

本研究基于中國國家稅務調查數據庫，可能存在農村中小企業(yè)代表性不足的問題，從而低估了城鄉(xiāng)污染差距。此外，研究結果的普適性需謹慎解讀，因為中國的戶籍制度和其他國家的城鄉(xiāng)遷移政策存在差異。未來研究可聚焦印度等不同制度背景下的高鐵建設，以驗證結論的廣泛適用性。

主要圖表

圖 1. 2013–2016年中國城鄉(xiāng)地區(qū)空氣污染狀況。a–c，我們展示了中國城鄉(xiāng)地區(qū)的企業(yè)級廢氣排放（a）、企業(yè)級廢氣排放強度（b）以及1 km × 1 km網格級PM2.5濃度（c）。我們使用二次函數估計時間趨勢，數據以估計均值（實線）±95%置信區(qū)間（灰色陰影）呈現。城鄉(xiāng)地區(qū)分別擬合（藍色實線代表城市地區(qū)，黑色實線代表農村地區(qū)）。所有變量均采用反雙曲正弦變換（即 arsinh(x) = log[x + √x2 + 1]）。

圖 2. 2013–2016年中國東、中、西部城鄉(xiāng)地區(qū)空氣污染狀況。a–c，我們分別展示了中國東、中、西部城鄉(xiāng)地區(qū)的企業(yè)級廢氣排放（a）、企業(yè)級廢氣排放強度（b）以及1 km × 1 km網格級PM2.5濃度（c）。我們使用二次函數估計時間趨勢，數據以估計均值（實線）±95%置信區(qū)間（灰色陰影）呈現。城鄉(xiāng)地區(qū)分別擬合（藍色實線代表城市地區(qū)，黑色實線代表農村地區(qū)）。所有變量均采用反雙曲正弦變換（即 arsinh(x) = log[x + √x2 + 1]）。

圖 3. 高速鐵路開通后，城市地區(qū)企業(yè)獲得更多資源并提升效率。本圖展示了高速鐵路開通對若干企業(yè)級變量的不均衡影響。除“高新技術企業(yè)”外，所有因變量均先采用反雙曲正弦變換（即 arsinh(x) = log[x + √x2 + 1]），再進行標準化處理（能源消耗強度按總產出標準化，其余按員工數量標準化）。所有回歸均采用公式（2）估計，詳細結果見補充表6和7。數據以HSR×Urban估計系數（點）±95%置信區(qū)間（誤差線）呈現。

圖 4. 高速鐵路開通在城鄉(xiāng)地區(qū)不均衡影響的時間動態(tài)。a–c，我們展示了高速鐵路開通在城鄉(xiāng)地區(qū)對企業(yè)級廢氣排放強度（N = 334,893）（a）、PM2.5濃度（N = 37,869,590）（b）及心血管疾病累計死亡人數（N = 887,855）（c）方面的不均衡影響，時間點為高速鐵路開通后不同年份。效應通過公式（3）、（7）和（11）估計。時間窗口跨度為高速鐵路連接后一年至七年及以上。所有因變量均采用反雙曲正弦變換（即 arsinh(x) = log[x + √x2 + 1]）。數據以HSR×Urban估計系數（點）±95%置信區(qū)間（誤差線）呈現。詳細結果列于補充表8–10。

圖 5. 高速鐵路開通在城鄉(xiāng)地區(qū)不均衡影響的空間格局。a–c，我們展示了高速鐵路開通在城鄉(xiāng)地區(qū)對企業(yè)級廢氣排放強度（a）、PM2.5濃度（b）及心血管疾病累計死亡人數（c）方面的不均衡影響，距離維度為距高速鐵路車站不同距離。效應通過公式（4）、（8）和（12）估計。我們構建了五個緩沖環(huán)：0–3 km、3–6 km、6–9 km、9–12 km 和 12–15 km。我們排除了距高速鐵路車站超過15 km的樣本，因為距高速鐵路車站超過15 km的城市與農村樣本量存在巨大差異（補充表2）。所有因變量均采用反雙曲正弦變換（即 arsinh(x) = log[x + √x2 + 1]）。數據以HSR×Urban估計系數（點）±95%置信區(qū)間（誤差線）呈現。詳細結果列于補充表11–13。

表 1. 高速鐵路開通對空氣污染與公共健康的影響

未來的公共政策必須走向包容性的制度設計。充分享受高鐵經濟與環(huán)境雙重紅利的城市中心區(qū)，理應通過設立跨區(qū)域專項綠色基金，對周邊的農村地帶進行生態(tài)反哺；同時，應鼓勵掌握先進減排技術的高新企業(yè)構建城鄉(xiāng)技術幫扶網絡，徹底打通綠色技術下沉的通道。