摘要
城市地铁作为一种大载客、低能耗、少污染的绿色交通，对缓解城市交通压力和减少交通尾气排放有积极作用。然而，地铁对城市空间布局和规划有深远影响，地铁线路周边会吸引一列的商业中心、服务设施和居住区等，增加城市核心区的人口密度，改变土地开发模式，重新布局城市空气污染排放源。建成环境是城市空间的主要组成部分，多项研究揭示了城市建成环境对 PM2.5的影响。基于此，本研究以昆明市为研究区，探究地铁站点周边城市建成环境的分布特征及其与 PM2.5浓度分布的空间关联和阈值效应，为优化地铁对城市空间结构的影响，缓解城市地铁沿线居民城市PM2.5提供思路与契机。 本研究首先在环境正义理论和城市形态与空气质量关联性框架的指导下确定了本文的理论框架，进一步在对城市建成环境对 PM2.5影响的理论研究和实证研究系统梳理的基础上明确研究的分析框架和技术路线。基于昆明市 2019 年 11 月 2 日 ~ 29 日连续四周的地铁智能卡数据，结合地铁周边的多维建成环境数据和 PM2.5卫星遥感数据，本研究探究了地铁站周边建成环境特征与PM2.5浓度的空间关联，进一步利用极致梯度提升（eXtreme Gradient Boosting，XGBoost）机器学习算法揭示了关键建成环境变量与 PM2.5的非线性关联和阈值效应。 本文的主要研究结论如下：（1）时间尺度上，昆明市 PM2.5浓度季节差异明显，呈现春季＞冬季＞秋季＞夏季。（2）空间尺度上，昆明市PM2.5月均浓度呈现明显的区域特征，地铁沿线城市核心区的PM2.5相对较高。（3）空间自相关分析发现，昆明市站点周边PM2.5浓度存在显著空间正相关。高PM2.5浓度集中在交通商业繁华的城市中部区域，而低PM2.5浓度集中于城市东南部的新城区。（4）建成环境对 PM2.5浓度的影响研究存在空间异质性，不同指标的影响程度在空间分布上各不相同。建筑物由老市城区向外逐渐扩大（西部除外）；道路的影响则是从中心城区向外扩大（北部和东北部除外）；工厂从市区中部向外逐渐扩大，未涉及南部；土地利用混合度和餐厅均由市区向东部逐渐增加。植被覆盖水平对 PM2.5浓度的影响程度由中心城区向西部和西北部地区渐扩大；地铁流量和公交车站由中部向外逐渐扩大（东北和南部除外）；住宅对PM2.5影响程度主要集中在官渡区。（5）建成环境对PM2.5浓度影响的非线性研究中发现，建成环境设计指标对 PM2.5浓度的影响重要性程度高于密度和多样性，但仍然存在一些变量对 PM2.5浓度的影响较为相似。大多数建成环境属性对PM2.5的影响都是独特的，忽视这些阈值可能会加深城市建设的浪费和环境不平等。 本文基于以上结论，提出相关政策建议。城市尺度：（1）提高城市规划与设计的重要性。（2）加深公共交通系统的作用。（3）绿色基础设施的推广。（4）对城市以交通导向开发（Transit-Oriented Development，TOD）。（5）提高公众健康意识。在地铁站点周边：（1）局部TOD的优化。（2）发展多模式交通联运。（3）增加公共交通的吸引力。（4）低影响开发（LID）的应用。（5）促进社区参与和公众教育。
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