混合功能土地利用模式如何抑制城市绿地降温效应？——基于中国287个城市的实证研究

本研究针对高密度混合功能开发对城市绿地降温能力的抑制作用，通过整合空间回归模型(MGWR)和可解释机器学习(XGBoost+SHAP)，揭示混合功能土地利用通过景观破碎化、建成区竞争和绿地形态交互三条路径削弱绿地降温效能，发现MIXD≈55-240为降温效能低谷区间，为紧凑城市发展中的绿地规划提供类型化优化策略。

　　

随着全球城市化进程加速，城市热岛效应(UHI)已成为威胁人居环境可持续性的突出问题。高温不仅加剧能源消耗和公共卫生风险，更直接影响联合国可持续发展目标(SDG 11和SDG 13)的实现。虽然城市绿地被公认为缓解UHI的自然解决方案，但在追求土地高效利用的紧凑城市发展中，混合功能土地利用模式(MIXD)如何影响绿地降温效能，始终缺乏系统性研究。

中国教育部人文社科基金(23YJCZH177)资助的研究团队在《Habitat International》发表重要成果，创新性地整合空间计量经济学与机器学习方法，首次揭示混合功能开发对绿地降温能力的"三重抑制机制"。研究采用287个中国城市的多源数据，构建包含空间回归、多尺度地理加权回归(MGWR)和SHAP值解释的XGBoost模型框架，通过冷/热岛面积(CIA/HIA)和强度(CID/HID)四维指标体系，量化评估不同绿地类型的降温效能差异。

关键技术方法包括：(1)基于Landsat遥感数据的城市热环境分区；(2)构建包含MIXD指数、绿地形态指标和12个控制变量的空间计量模型；(3)运用MGWR解析空间异质性；(4)采用XGBoost-SHAP识别非线性阈值效应。样本覆盖中国所有地级以上城市的建成区范围。

【冷却能力的基础验证】
基线回归显示：自然绿地(NAUGS)对冷岛面积(CIA)的促进作用(β=0.000921)显著优于规划绿地(PDUGS)，而PDUGS在抑制热岛强度(HID)方面更具优势。这为后续分析奠定类型差异化研究的理论基础。

【混合功能的调节效应】
空间杜宾模型揭示MIXD通过三条路径抑制降温：①景观破碎化效应(MIXD×PDUGS交互项β=-0.000865)；②建成区竞争效应，使绿地边际降温收益递减；③形态选择效应，PDUGS受MIXD影响显著而NAUGS保持韧性。MGWR进一步显示这种抑制在南方高密度城市更强。

【阈值规律发现】
SHAP分析识别出关键阈值区间：当MIXD处于55-240时，绿地降温能力下降23.7%；超过405后出现收益递减现象。这为划定土地混合开发的生态警戒线提供量化依据。

结论部分强调：混合功能开发对绿地降温的抑制存在显著空间异质性和类型差异性，PDUGS受负面影响更显著。研究创新性地提出"结构敏感型"绿地规划策略，建议在高MIXD区域优先布局NAUGS，并通过廊道设计缓解破碎化效应。这些发现为协调土地集约利用与气候适应性规划提供新思路，尤其对正在实施"城市双修"政策的中国城市具有直接指导价值。研究同时指出，未来需结合建筑形态和地表能量平衡模型，进一步揭示微观尺度的热环境调控机制。