城市气候与城市设计专栏

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1. 基于CNKI文献计量的地表城市热岛效应研究方法综述

陈岑, 梁德庄, 杨俊, 韩冬锐, 乔治

应用生态学报 2025, 36 (3): 647-658. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.029

摘要（958）

PDF（pc）（2836KB）（153）

城市热岛效应是全球城市化进程中日益突出的局地气候问题,对人居环境健康和能源消耗产生显著影响。本文基于中国知网(CNKI)数据库,检索并分析了1980年1月1日至2024年12月31日有关地表城市热岛效应的中文期刊文献,运用CiteSpace软件对年度发文量和关键词进行可视化分析,系统总结了该领域的研究发展趋势。重点围绕地表城市热岛效应的数据来源、识别方法和评价指标等研究热点进行梳理和讨论,指出了当前研究在识别精度、机理解析和影响效应等方面的不足与挑战,提出了优化融合多源数据交叉验证、创新多尺度动态评估方法以及丰富多维度影响效应分析等建议。回顾我国地表城市热岛效应研究的发展历程,可为未来该研究领域发展提供理论支持和技术指导,助力其深化与应用的拓展。

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2. 基于XGBoost-SHAP可解释机器学习模型的城市形态与地表温度的关系

谭洁, 危千骏, 廖朝阳, 邝文俊, 邓慧婷, 余德

应用生态学报 2025, 36 (3): 659-670. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.025

摘要（1001）

PDF（pc）（4123KB）（195）

随着全球大城市中高层建筑的增多,探讨城市二维(2D)和三维(3D)形态对地表温度(LST)的影响,已成为缓解城市热环境和优化城市规划的关键。本研究以长沙市三环以内地区为例,基于2020年多源遥感数据提取了13项城市2D/3D特征因子,通过Pearson相关性分析探讨LST与各特征因子的线性关系,并引入XGBoost模型和SHAP方法揭示其非线性影响和贡献。结果表明: 2020年,高温区域主要分布在长沙市中心的建筑密集区,低温区域主要分布在长沙市西部和东北部的森林公园以及湘江沿岸。归一化建筑指数(NDBI)、夜间灯光(NTL)和建设用地比例(PCL)与LST呈显著正相关关系,相关系数分别为0.592、0.537和0.446,表明城市化进程加剧了地表升温;归一化植被指数(NDVI)、天空视角系数(SVF)与LST呈显著负相关关系,相关系数分别为－0.316和－0.200,体现了绿地和开阔空间对缓解城市热岛的重要作用。NDBI、NTL、NDVI和高程(DEM)对LST的影响最大,总贡献度达60.9%;这些2D/3D形态特征因子对LST的影响呈现复杂的非线性特征,其中,NDBI在0~0.2时,对LST提升最显著;NTL超过40后的增温效应趋于饱和;NDVI超过0.5时,降温效果显著增强;DEM在50~150 m对LST的降温效果最突出。本研究验证了XGBoost-SHAP模型揭示城市2D/3D特征因子对LST的非线性影响机制的有效性,并可为城市热环境治理与缓解,以及绿色、低碳、宜居的新型城镇化建设提供科学依据。

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3. 机动车道布设对城市街谷尾气污染物输运扩散影响的模拟

刘稳, 黄正东, 詹庆明, 张宏亮, 赵福云, 郭仁忠

应用生态学报 2025, 36 (3): 671-681. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.023

摘要（249）

PDF（pc）（3488KB）（67）

为掌握机动车道布设对城市街道峡谷内空气质量的影响规律,本研究利用计算流体力学模拟方法,构建了不同车道布设方式下城市街谷内交通尾气污染物输运扩散的数值模型,研究了机动车道布设数量及位置对城市街谷内交通尾气污染物分布及扩散的影响。结果表明: 机动车道布设数量及其位置对城市街谷内交通尾气污染物的分布及扩散过程具有重要影响,但其对不同气流结构城市街谷的影响存在显著差异;不同车道布设方案下浅街谷内的空气质量均明显优于深街谷,浅街谷内背风侧的空气品质均差于迎风侧,而深街谷内背、迎风侧的空气品质会因车道布设位置不同而有所变化;调整机动车道布设数量及其位置不仅可以影响城市街谷内交通尾气污染物空间分布的均匀性,还可在一定程度上促进城市街谷内交通尾气污染物的扩散稀释,从而改善其空气环境品质;控制通行车道数量、使车道靠近上游建筑,有利于改善浅街谷内行人活动高度处及其迎风侧的空气污染水平,而增加通行车道数量、使车道靠近下游建筑,有利于降低深街谷内背风侧行人高度处的空气污染风险。研究结果可为城市街谷空气污染的数值建模和改善应对提供科学参考。

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4. 基于GGE双标图的不同绿地植物固碳降温效益比较

司明倩, 穆艳

应用生态学报 2025, 36 (3): 682-692. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.021

摘要（1017）

PDF（pc）（4921KB）（103）

为了了解常见园林植物在不同环境中的生态适应能力,以街道绿地和校园绿地为研究区,筛选17种常见园林植物作为对象,对比分析两种绿地类型同胸径(草本为株高)植物的微环境特征、固碳释氧量和降温增湿量变化,利用基因型主效应及其与环境互作双标图和皮尔逊分析法解析两种绿地上植物与环境的互作关系。结果表明: 国槐、银杏、碧桃、七叶树、金叶女贞、紫叶小檗、小蜡和龙柏的固碳降温效益在两种绿地间存在显著差异。单位土地面积上,校园绿地固碳降温最强的植物是龙柏,固碳量和降温值分别为33.79 g·m^-2·d^-1和2.30 ℃,街道绿地上最强的植物是红叶石楠,固碳量和降温值分别为31.47 g·m^-2·d^-1和0.84 ℃;17种植物在校园绿地的平均固碳降温能力大于街道绿地,而乔木在街道绿地的降温增湿效果更好。夏季校园绿地的小气候条件比街道绿地更稳定,更接近植物生长的理想自然环境。对于中小城镇,在进行景观植物配置时,应选用固碳降温效益较好的乔灌草植物,包括国槐、栾树、女贞、紫叶李、七叶树、白皮松、龙柏、小蜡、金叶女贞、红叶石楠和麦冬等,来提升绿地的生态功能。

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5. 城市化背景下京津冀地区遥感植被物候的变化特征

花艺玮, 孟丹, 胡非凡, 赵月, 张聪聪, 李小娟

应用生态学报 2025, 36 (3): 693-702. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.022

摘要（490）

PDF（pc）（4524KB）（61）

城市环境面临不透水面增加、城市热岛效应加剧以及空气污染严峻等多重挑战,对城市的植被物候造成一定影响。本研究对2002—2021年京津冀地区的MOD13Q1增强植被指数数据进行时间序列重构,基于动态阈值法提取出关键植被物候参数,探究动态城市化梯度下植被物候的变化特征。结果表明: 研究期间,京津冀东南部地区的生长季开始期(SOS)较早、中部和西南部地区的生长季结束期(EOS)较晚,中部和东南部地区的生长季长度(GSL)较长;京津冀大部分地区的SOS提前、EOS推迟,导致GSL显著延长。不同植被类型的物候趋势总体一致,但具体表现各异:农田的SOS提前幅度最大,森林的EOS推迟幅度最大,农田的GSL延长幅度最大。2002—2021年,不透水面占比(ISP)每增加10%,SOS平均提前1.28 d,EOS平均推迟1.33 d,GSL平均延长2.2 d。此外,随着ISP增强,地表温度先升高,ISP到达40%后趋于稳定;随着地表温度升高,SOS呈现先提前后推迟趋势(拐点地表温度为23 ℃),EOS呈现先推迟后提前趋势(拐点地表温度为20 ℃),推测这一结果与光温周期耦合调控物候有关。植被物候在动态城市化梯度下的响应程度展现出显著差异,地表温度作为重要环境因素,对城乡物候差异的形成具有重要影响。

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