量化植被绿化程度变化对中国133个主要城市地表城市热岛效应的影响

　　长期植被绿色度变化对城市热岛效应的影响评估（

　　
中国主要城市植被动态与地表热岛效应关联性研究

城市化进程中的热岛效应已成为全球城市环境治理的重要课题。本研究基于2000-2023年遥感数据，创新性地构建了植被变化对地表热岛效应（SUHI）的量化评估模型，系统揭示了133个主要城市中植被绿度演变与热岛效应之间的时空耦合关系。

研究采用机器学习算法对植被指数（EVI）与地表温度（LST）的关联性进行建模，通过十折交叉验证确保方法可靠性。结果显示：多数城市地表温度呈现显著上升趋势，夏季日间（SDs）地表温度增幅达0.172℃/十年，夜间（SNs）增幅为0.067℃/十年。其中78.5%的新城区和65.2%的老城区表现出统计学意义上的温度上升趋势，而农村区域温度变化不显著。

植被动态对热岛效应的影响呈现显著空间异质性。研究证实植被绿度变化对热岛效应强度（SUHI intensity）的贡献率超过30%，而对热岛面积（SUHI area）的贡献率不足20%。这种差异在城乡过渡区尤为明显：农村植被退化导致周边城市热岛强度增加，而城市内部植被改善仅能部分缓解局部热岛效应。

研究创新性地构建了植被影响因子分解模型，该模型能有效区分植被变化对热岛效应的不同影响维度。通过LST空间插值与热岛效应指标计算，发现植被覆盖度每降低1%，对应城市热岛强度上升约0.15℃，而农村区域温度则可能下降0.08℃。这种反向调节效应揭示了城乡植被变化对热岛效应的复杂影响机制。

研究时段内（2000-2023）中国城市热岛效应呈现显著时空演变特征。空间分布上，长三角城市群热岛效应强度最大，年均增幅达0.18℃；珠三角次之，达0.15℃/年。时间序列分析显示，2008年后植被变化对热岛效应的驱动作用显著增强，这与同期城市化速率加快（年均增长率1.2%）存在统计学关联（p<0.01）。

研究特别关注植被绿度变化的季节性差异。夏季植被蒸腾作用主导热环境调节，此时植被退化使城市热岛强度提升幅度是冬季的2.3倍。冬季则因植被覆盖度低，绿化措施对温度调控效果更为显著。这种季节性响应差异为精准实施城市绿化工程提供了科学依据。

研究结论对城市热岛治理具有重要指导价值。首先，需建立植被动态与热环境指标的动态监测体系，建议将植被覆盖度监测纳入城市气候监测常规项目。其次，城乡植被管理策略应差异化实施：城市内部需加强绿地系统建设，重点改善道路和建筑间隙的微气候；郊区则应注重生态廊道建设，通过植被缓冲带调节城乡热岛效应。第三，研究揭示的"农村植被退化-城市热岛增强"的负反馈机制，提示在城乡统筹发展中应注重生态系统的整体性保护。

该研究方法论的突破在于将传统植被指数分析拓展至时空动态评估，为理解城市扩张与植被演替的耦合效应提供了新视角。研究数据表明，2010-2020年间中国城市植被指数年均下降0.03个单位，直接导致城市热岛强度年均上升0.12℃。这种量化关联为制定植被恢复目标提供了科学依据，建议通过植被覆盖率每提升0.1个单位，可使热岛强度降低0.08℃的治理标准。

研究局限在于未完全区分植被类型的影响差异，后续工作可结合NDVI和EVI多指标分析植被功能群（乔木、灌木、草本）对热环境的不同调控机制。此外，模型验证主要依赖历史数据回溯，未来可加强实时监测数据的验证环节，特别是针对快速城市化区域（如粤港澳大湾区）的动态监测需求。

该成果已获得湖北省自然科学基金（2025AFD075）、国家自然科学基金（42507651）等项目的资助，相关技术指标已通过ISO 14064-2环境气候变化数据认证。研究团队正开发配套的在线监测平台，可实时提供城市热岛强度与植被覆盖度的动态关联图谱，为城市规划和环境管理部门提供决策支持工具。