中国辽中南城市群（2013-2020年）城市热岛效应扩散的驱动机制

《Environmental and Sustainability Indicators》：Driving Mechanism of Urban Heat Island Spread in the Central-southern Liaoning Urban Agglomerations, China (2013-2020)

研究辽中南城市群2013-2020年热岛效应空间扩散机制，发现城市核心作为“热枢纽”通过空间溢出效应扩散热量，植被（NDVI）呈现本地降温与周边升温悖论，GDP与人口密度分别具有负间接与正间接影响。提出需构建跨行政区的生态基础设施网络，实施区域协同治理以遏制热岛效应蔓延。

　　城市热岛效应（Urban Heat Island, UHI）作为一种由城市化引发的区域温度异常现象，近年来其影响范围已从单一城市扩展至整个城市群。这种变化表明，UHI现象不仅局限于城市内部，还通过跨区域的热传递机制对周边地区产生显著影响。研究发现，城市热源并不遵循行政边界，而是通过“热源溢出效应”影响相邻区域，城市核心区域在这一过程中发挥着“热源枢纽”的作用，其热效应向外扩散，形成跨区域的热岛网络。因此，理解UHI的跨边界驱动因素对于制定有效的区域热管理政策具有重要意义。

植被作为自然冷却因素，在UHI研究中扮演着重要角色。然而，其作用呈现出一种看似矛盾的现象：虽然植被的归一化植被指数（NDVI）对本地UHI具有显著的负向直接影响，但对邻近区域却产生正向的间接影响。这一现象表明，高NDVI区域并非总是对周边产生冷却作用，反而可能因邻近区域的高热效应而受到热压力。这说明，高植被覆盖率的地区可能因周边城市的密集开发和高温环境而面临热岛效应的加剧。植被的冷却作用主要体现在遮阳、蒸散发和反照率调整等方面，但其冷却能力在特定条件下降弱，尤其是在城市扩张导致植被结构简化或功能退化的情况下。

此外，研究还揭示了人口密度和GDP等社会经济因素对UHI的影响。人口密度表现出明显的正向间接效应，意味着高密度区域对邻近地区具有热增强作用，这种影响可能源于城市扩张、交通负荷和基础设施共享等因素。相比之下，GDP对UHI的间接效应为负，表明经济活动可能通过跨区域投资、技术扩散和环境治理措施来缓解邻近地区的热压力。这表明，经济结构的优化和生态投资的加强有助于缓解UHI效应，而人口密集区域则需要特别关注其对周边热环境的潜在影响。

研究还强调，传统的城市研究往往忽略了区域间的相互作用，未能全面揭示UHI的传播机制。通过采用空间计量模型，本研究首次系统地分析了城市群尺度上的UHI传播过程，揭示了自然和人为因素如何通过空间溢出效应影响区域热环境。研究结果表明，城市热岛效应的演变与区域生态格局、社会经济发展和土地利用变化密切相关。这种跨区域的热效应不仅体现在温度变化上，还涉及生态系统的结构和功能，以及社会经济活动的空间分布。

在城市群的背景下，热岛效应的传播机制呈现出独特的空间特征。城市核心区域作为热源中心，通过溢出效应向周边地区扩散热量，形成连片的热岛区域。同时，植被的冷却作用受到邻近区域热压力的影响，其冷却效果可能被削弱，甚至转化为热源。这种现象表明，植被的冷却潜力并非静态，而是动态变化的，受到区域土地利用模式和热环境的影响。因此，单纯增加植被覆盖率并不能有效缓解UHI效应，关键在于优化植被的配置和连接性，使其在区域尺度上发挥更大的冷却作用。

从城市规划的角度来看，研究提出了一系列应对策略。首先，应打破热岛效应的地理局限性，通过跨行政区域的生态走廊建设，将核心生态元素（如森林、湿地和水体）连接起来，形成区域性的冷却网络。其次，应重视生态功能的恢复和提升，特别是在农业和草地占主导的区域，这些土地类型虽然比不透水地表具有更强的冷却能力，但若取代了原有的高冷却功能的植被，则可能加剧热岛效应。因此，应通过退耕还林、农业林业结合和生态缓冲带建设等方式，提升这些区域的生态功能。再次，应将城市发展与热效应管理相结合，推动以生态基础设施为核心的城市规划模式，将自然生态系统纳入城市发展的整体框架。最后，应建立跨区域的热岛缓解联盟，通过统一的规划政策、实时环境监测和联合的土地利用与生态治理措施，实现区域热管理的协同效应。

这些研究发现不仅深化了对UHI传播机制的理解，也为城市群尺度的热岛缓解提供了新的思路。传统上，城市热岛效应的研究多集中在单个城市层面，而忽视了区域间的相互作用。本研究通过引入空间计量模型，揭示了UHI在城市群中的复杂传播路径和驱动因素，强调了跨边界治理的重要性。此外，研究还指出，植被的冷却潜力受到土地利用格局和热环境变化的影响，因此需要从区域生态系统的整体视角出发，制定更为科学的植被保护和优化策略。

在政策层面，研究呼吁从城市中心的绿化模式转向城市群尺度的生态治理。这意味着，未来的城市规划应更加注重区域协同，通过建立跨行政区域的生态走廊和缓冲区，提升整个区域的热调节能力。同时，应推动生态基础设施的建设，将自然生态系统纳入城市发展的整体规划，使其成为缓解热岛效应的重要手段。此外，还需加强区域间的政策协调，通过联合治理机制，确保热岛缓解措施能够有效覆盖整个城市群，避免单一城市治理带来的局限性。

总之，本研究为理解城市群尺度上的热岛效应提供了新的视角，揭示了自然和人为因素在热岛传播中的复杂作用。通过构建跨区域的生态网络，优化植被配置，推动经济结构转型和生态投资，可以有效缓解热岛效应，提升区域的气候适应能力。这一研究不仅为城市规划和生态治理提供了理论支持，也为政策制定者提供了切实可行的策略，以应对日益加剧的热岛效应及其对区域生态环境的挑战。