基于不同收敛交叉映射算法的土地利用变化对环境热舒适度的时空响应因果分析

　　 摘要:

城市化不仅导致城市区域气温上升, 还会改变城市内部的微气候条件, 从而影响人体的热舒适度和身心健康。目前的研究多集中于城市化与温度之间的关联分析, 对热舒适度这一更为综合的指标的因果关系探讨尚显不足。同时, 不同土地利用类型对热舒适度的影响呈现复杂的时空异质性, 使得在大范围、长时间尺度上进行系统分析具有较大挑战。多空间收敛交叉映射方法通过重构多个空间单元的时间序列识别非线性因果关系, 而地理收敛交叉映射方法结合地理邻接特征, 能进一步提高空间因果推断的稳定性和可靠性。结合多空间收敛交叉映射和地理收敛交叉映射算法, 系统分析了2005至2022年间福建省不同规模建成区以及2022年不同区域中各类土地利用类型与热舒适度之间的因果关系。研究结果显示, 建设用地扩张与热舒适度在中小和中等级别建成区呈显著正向因果关系(P值分别为0.037和0.015), 且其负面影响更为突出；在大规模建成区, 裸地通常会加剧热负荷, 而农田的影响因区域特征不同而存在差异；森林覆盖对改善热舒适度的作用最强, 草地、灌木和水体对热舒适度的调节作用较弱, 其效果在不同区域间存在差异, 有时甚至产生不利影响。研究建议根据建成区的规模, 合理增加森林、草地和灌木覆盖, 并优化水体配置, 以提升城市热舒适度。这一成果为基于热舒适优化的城市规划与环境管理提供了科学依据, 具有重要的理论和实践意义。