阴影重要吗？从城市气候适应性的角度探讨遮阳设施对骑行活动的影响

《Sustainable Cities and Society》：Does shadow matter? Exploring the influence of shade provision on cycling activity from the perspective of urban climate resilience

本研究基于城市气候韧性视角，通过GPS轨迹和街景图像数据，分析遮荫设施对上海居民户外骑行活动的影响。结果表明：遮荫设施显著提升骑行强度（+4.69%），季节异质性显著（夏季>冬季），且城市感知环境（美观、活力）正向调节遮荫效应，反之则削弱。研究为健康城市规划提供实证支持。

　　

黄俊培|方从英

上海同济大学体育教育系体育与健康研究中心，200092，中国

摘要

尽管影响骑行活动的环境因素已受到广泛关注，但城市热环境调节在塑造休闲骑行中的作用尚未完全揭示。特别是在全球气候变化的背景下，需要进一步探索通过建筑环境设计来优化与骑行相关的热舒适度，以鼓励更多人参与骑行。本研究旨在从城市气候适应性的角度揭示遮荫提供与骑行活动之间的因果关系。我们利用来自健身应用的大量GPS轨迹数据来描绘居民的户外休闲骑行活动，利用街景图像和深度学习技术来测量遮荫提供情况，并应用空间计量经济学方法实证研究遮荫提供对中国上海骑行活动的影响和机制。研究发现，首先，增加遮荫提供通过提升城市气候适应性促进了骑行活动。我们采用历史夜间光照数据作为工具变量来解决内生性问题。此外，遮荫提供的影响在不同季节存在差异；其在夏季对骑行活动的影响最大，其次是冬季。最后，我们强调了城市感知环境的作用，发现对美丽、活力和富裕的感知会积极调节遮荫提供的影响，而无聊和抑郁的感知则会削弱其吸引力。本研究为发展适应气候变化的健康城市提供了实证依据。

引言

城市环境对居民的健康生活方式有着深远的影响。作为一种中等强度的有氧运动（Zhang等人，2024年），休闲骑行对公共健康有显著的积极影响（Kesenheimer等人，2023年；G?tschi等人，2016年）。在现代社会中，随着对健康生活的重视程度不断提高，骑行因其环保特性（Li等人，2011年）和健康促进作用（Rissel & Watkins，2014年；Oja等人，2011年）而越来越受欢迎。在这种背景下，与通勤导向的骑行不同，户外休闲骑行正成为通过连接城市空间与自然系统来促进健康城市规划的重要手段。研究城市建筑环境如何影响户外休闲骑行的机制对于优化以健康为导向的城市规划具有重要的实际价值。

然而，全球气候变化增加了极端天气事件的频率（Klemm等人，2015年），这对骑行活动构成了重大挑战（Wuebbles等人，2017年）。在极端高温下，骑行者常常会经历热不适，包括过度出汗和疲劳（Teixeira等人，2022年）。这些条件不仅降低了骑行的乐趣，还可能增加健康风险，从而阻碍了许多居民参与骑行（B?cker, Dijst和Faber，2016年）。同样，极端寒冷的条件也给骑行带来了另一系列挑战，因为低温和结冰的路面降低了安全性和可及性。这些条件限制了居民在某些季节骑行的机会。在可持续城市发展的更广泛议程中，气候适应性的概念强调了城市在面对极端天气事件时继续基本功能、保护居民福祉和有效恢复的能力。加强气候适应性对于城市居民的体育参与至关重要，因为它确保了在极端气候条件下户外环境仍然可行且具有吸引力。在这种背景下，优化建筑环境以提高城市气候适应性、改善骑行舒适度并激励居民参与骑行已成为城市规划和更新框架中的战略重点。

关于环境因素对户外体育活动（如慢跑和骑行）的影响已有大量文献记载（Yang等人，2019年；Wang等人，2016年；O. Ferdinand等人，2012年；Handy等人，2002年）。现有研究表明，自然环境、建筑环境、视觉环境以及行人的感知是居民体育活动意图和模式的重要预测因素（Yang等人，2024a，2024b；Gao等人，2024年；Shi & Gao，2024年）。在建筑环境中，绿地和蓝地的质量、公共服务的可及性以及土地利用的多样性等因素受到了广泛关注（Gao & Fang，2025年；Yang等人，2024年；Zhang等人，2024年）。然而，从城市气候适应性和城市热舒适度的角度探讨建筑环境因素与骑行之间的关系仍有待进一步实证研究。

街道树木和遮阳设施为骑行者提供的遮荫可以影响热环境并改善户外骑行的热感知（Li & Ratti，2018年），这为减轻极端天气对户外骑行的影响提供了新的解决方案和视角。通过提供遮荫，骑行者可以在极端天气下更舒适地骑行，表明遮荫提供可能是促进休闲骑行活动的重要因素。到目前为止，遮荫提供是否能促进居民的户外骑行活动及其影响机制仍不清楚。因此，在增强城市气候适应性和促进居民健康意识行为模式的背景下，探索遮荫提供对骑行活动的影响和机制具有重要意义。

本研究旨在从城市气候适应性的角度揭示遮荫提供与骑行活动之间的因果关系。具体来说，本研究解决了三个研究问题：

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研究问题1：遮荫提供是否会影响骑行活动？其影响程度如何？

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研究问题2：遮荫提供如何影响骑行活动？提高城市气候适应性是否是遮荫提供促进骑行活动的机制？

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研究问题3：城市感知环境是否调节遮荫提供对骑行活动的影响？

为了探讨这些问题，我们收集了多源数据，包括大量的全球定位系统（GPS）轨迹数据和街景图像（SVI），并运用地理信息系统（GIS）和深度学习技术来描绘居民的户外休闲骑行活动和遮荫提供情况。我们开发了一个基于5D框架的控制变量的空间计量经济模型，以实证研究遮荫提供对骑行活动的影响和机制。研究发现，增加遮荫提供显著促进了骑行活动，每增加1%的遮荫提供，骑行强度会增加4.69%。我们采用历史夜间光照数据作为遮荫提供的工具变量，并进行两阶段最小二乘回归以解决潜在的内生性问题。然后，我们探讨了遮荫提供促进骑行活动的机制。研究发现，更多的遮荫提供使夏季最高地表温度降低4.03%，冬季最低地表温度升高2.46%，年温差减少6.49%，表明增加遮荫提供增强了城市气候适应性，减轻了极端炎热和寒冷气候对骑行活动的限制，为户外骑行创造了有利的环境条件。此外，我们讨论了遮荫提供效果的异质性，发现其在夏季对骑行活动的影响最大，其次是冬季。最后，我们探讨了城市感知环境的调节作用。研究发现，对美丽、活力和富裕的感知会积极调节遮荫提供的影响，而无聊和抑郁的感知则会削弱其吸引力，这意味着积极的感知环境可以放大遮阳设施的好处。

本研究的主要贡献如下：首先，本研究将遮荫提供和骑行活动纳入一个统一的研究框架，揭示了遮荫提供对户外休闲骑行活动的影响，为理解建筑环境与健康行为之间的关系提供了新的视角和实证依据。其次，我们从增强城市气候适应性的角度解释了遮荫提供对骑行活动的影响机制，为建设气候适应性和健康城市提供了新的解决方案。第三，我们强调了城市感知环境的作用，为建筑环境的物理属性和感知属性之间的相互作用提供了新的见解。第四，我们采用工具变量方法来解决内生性问题，克服了传统统计方法和新兴机器学习方法在因果推断方面的局限性。这一新颖的应用为类似城市研究中的方法选择建立了实证范例，特别是在数据占主导地位且因果识别具有挑战性的情况下。

章节摘录

将遮荫提供与骑行活动联系起来

骑行被广泛认为是城市居民重要的休闲户外活动形式（Fraser & Lock，2011年）。除了作为一种交通方式外，它还是一种支持健康、促进与自然接触并提供享受户外空间机会的休闲方式（G?tschi等人，2016年）。骑行者对骑行环境的偏好和需求涉及多个方面，从物理环境的舒适度到美学体验

研究区域

我们选择上海的中心城区（外环路以内）作为研究区域（图1）。上海是中国经济中心，位于长江三角洲，总面积为6340.5平方公里，截至2024年人口为2487万。上海的中心城区以高人口密度和完善的公共服务设施为特点，为户外休闲活动提供了有利的环境。上海一直在推进其

基线回归

表3展示了基线回归结果。解释变量是骑行强度，核心解释变量是遮荫指数。第（1）列仅引入核心解释变量，以考察遮荫提供对骑行活动的单独影响，而第（2）至（8）列逐渐加入基于第（1）列的控制变量。解释变量的空间滞后项（W*y）的系数在1%的水平上显著为正，表明

研究结果

本研究从城市气候适应性的角度揭示了遮荫提供与骑行活动之间的因果关系和影响机制。研究发现，增加遮荫提供通过提升城市气候适应性促进了骑行活动。我们的发现与大多数探讨环境因素对体育活动影响的文献一致，表明改善建筑环境是鼓励骑行行为的关键（Ito等人，2024年；R. Zhang等人

结论

从城市气候适应性的角度出发，本研究利用多种大数据来源，包括大量的GPS轨迹数据和SVI，结合GIS技术和深度学习技术，实证研究了遮荫提供对居民户外休闲骑行活动的影响和机制。主要发现揭示了三个关键见解。首先，增加遮荫提供通过提升城市气候适应性促进了骑行活动。历史夜间光照数据

地理位置信息

中国。

资助

本研究由上海 Rising-Star 计划（24YF2747400）资助。

CRediT 作者贡献声明

黄俊培：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，项目管理，方法论，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。方从英：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，监督，项目管理，方法论，正式分析，数据管理，概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢上海 Rising-Star 计划（24YF2747400）的财政支持。