区域热岛效应缓解策略：冷热岛网络的集成构建与优化

为解决快速城市化背景下区域热岛效应(RHI)加剧的问题，研究人员以西安都市圈为研究对象，通过MSPA形态学空间格局分析和电路理论(CT)，构建了集成冷热岛网络。研究发现冷岛集中于秦岭山脉与北部高地，热岛呈"外围冷岛-中心热岛"交替格局，识别出33个保护节点、93个修复节点及29个退化节点，为区域热环境管理提供了理论框架与实践路径。

　　

随着全球城市化进程加速，城市热岛效应(UHI)已从单一城市扩展为区域性环境挑战。当多个城市的热岛相互连接，会形成更复杂的区域热岛网络(RHI)，导致高温区域扩大、生态风险加剧。传统针对单体城市的降温策略在区域尺度上效果有限，而单纯增加绿地又面临土地资源约束。如何通过空间规划协调冷热岛系统的相互作用，成为可持续城市发展的关键科学问题。

针对这一挑战，西安建筑科技大学的研究团队在《Ecological Indicators》发表创新性研究，首次提出"冷热岛集成网络"框架。该研究以中国西北核心城市群——西安都市圈（涵盖西安、咸阳等5市，面积20,200 km²）为案例，通过整合遥感反演、空间分析与生态网络理论，构建了兼顾降温效率与实施可行性的区域热环境调控方案。

研究采用多技术融合的方法体系：基于Landsat 8数据通过辐射传输方程(RTE)算法反演地表温度(LST)，结合均值-标准差法划分五级热岛强度；运用形态学空间格局分析(MSPA)识别59个冷岛与58个热岛核心区；采用景观连通性指数(dI)筛选关键生态节点；最后通过电路理论(CT)构建158条冷岛廊道和159条热岛廊道，并利用Linkage Mapper工具识别 pinch points（夹点）与barrier points（障碍点）。

热岛现状与分布特征
地表温度反演显示，西安都市圈呈现"西热东冷、中心高热"的格局，高温区（LST≥42.188°C）占14.5%，主要分布在主城区及近郊。相对地表温度(RLST)分析发现，秦岭山区与北部台地形成显著冷岛（RLST<-4°C），而建成区呈现+4°C以上的热岛效应。这种"外围冷岛包围中心热岛"的空间配置，导致冷空气难以渗透至城市核心区。

冷热岛源区识别
通过MSPA与连通性分析，划定6个一级冷岛区（占冷岛总面积83.25%）和4个一级热岛区（占热岛面积49.84%）。值得注意的是，秦岭北麓冷岛与渭河水系构成冷岛网络主干，而主城区热岛已通过交通廊道向咸阳等周边城市扩散，形成跨行政区的热岛网络。

廊道构建与关键节点
电路理论模拟显示，121条关键冷岛廊道（总长1017 km）主要沿秦岭北坡分布，而124条热岛廊道（1199 km）密集连接主城与卫星城。空间叠加发现8处冷热岛廊道重叠区，这些冲突区域可能削弱冷岛效能。研究创新性地识别出三类战略节点：33个冷岛夹点（如秦岭核心保护区）、93个修复节点（含32个冷热岛交叉点）和29个热岛夹点（如工业聚集区）。

集成网络优化策略
通过整合双网络，提出三级调控方案：(1)保护节点重点维护秦岭生态屏障，(2)在交叉节点实施"立体增绿+风道疏通"复合措施，(3)对热岛夹点采用"地块更新+反照率调节"。模拟表明，优化后的集成网络可使冷岛效能提升23%，同时阻断42%的热岛扩散路径。

该研究的突破性在于将传统孤立的冷岛建设转变为"抑制热网-强化冷网"协同治理模式。通过识别冷热岛网络的32个交叉点，提出"以最小土地干预获取最大降温效益"的空间优化路径，为高密度都市圈的可持续发展提供了新思路。研究团队特别指出，未来需建立跨市域的生态补偿机制，解决行政分割导致的实施障碍。这一成果不仅为西安国家中心城市建设提供科学支撑，其"网络对抗网络"的治理范式也可推广至长江三角洲、粤港澳大湾区等城市群，对应对全球气候变化下的城市热风险具有重要参考价值。