综述：城市微气候与主动出行在邻里和街道尺度的关系：当前研究方法的系统综述

《Climate》：The Relationship Between the Urban Microclimate and Active Travel at the Neighbourhood and Street Scale: A Systematic Review of Current Research and Methodologies

　　

为缓解城市化与城市热岛效应（UHI）带来的健康和环境风险，城市规划正转向促进主动出行。这些努力的成功在很大程度上取决于理解人们在移动中的热舒适，推动研究探讨微气候条件与行人和骑行者实时体验之间的复杂相互依赖关系。本文献综述旨在通过分析所采用的方法框架和取得的成果，呈现邻里和街道尺度研究的最新进展。论文采用主题聚类方法，根据研究目标、方法以及主动出行与舒适性之间的关系对文章进行分组。文献综述强调了从静态舒适评估向动态舒适评估的转变，并关注主动出行作为一种连续体验而非静止时刻的总和。主要发现包括热步行方法的巩固和累积压力指数的出现。来自热压力情境的证据表明，行人更偏好热多样性（引发热异感）而非单调条件。研究强调热压力在炎热和温带气候中作为步行性障碍的作用，导致路线偏离和步行速度降低，而在严寒环境中则呈现相反模式。本综述识别了若干研究空白，包括缺乏标准化的动态评估方法、结果的可推广性和可转移性较低，以及相较于行人，对骑行者动态舒适性的研究不足。

1. 引言
城市化与人为气候变化的双重压力塑造了城市景观，导致城市热岛（UHI）效应等现象，对公众健康和城市宜居性构成显著风险。为缓解这些影响并建设更具韧性的城市，城市规划聚焦于促进主动出行模式，即步行和骑行，作为可持续发展的重要贡献因素。主动出行因其健康和环境效益，包括减少空气污染和温室气体排放、增加体力活动以及改善健康和福祉，被广泛认为是应对全球变暖和城市化多重问题的解决方案。然而，主动出行的选择不仅取决于基础设施的可用性（如自行车道），还与人们在移动中所经历的环境条件相关。研究表明，天气和热条件是决定人们是否选择步行或骑行的重要因素，不舒适的户外条件与主动出行参与度降低相关。此外，提升步行和骑行环境的安全性与健康性已成为城市设计师、规划者和政策制定者的关键目标。城市微气候在塑造户外城市空间的质量和感知吸引力方面发挥重要作用。城市气候学已广泛探索开放空间的热舒适，并关注建筑环境要素（如城市峡谷几何、表面材料以及绿蓝基础设施）如何塑造微气候条件。然而，热舒适评估方法仍依赖静态数据。随着主动出行的增加，研究焦点开始从静态热舒适转向动态舒适，认识到在户外城市环境中度过的大部分时间是在移动中。尽管对热条件如何影响行人和骑行者行为的兴趣日益增长，但关键空白仍然存在。学者们近期强调了需要进一步研究微气候条件（包括热舒适和空气质量）与主动出行之间的相互依赖关系。
2. 材料与方法
本研究采用系统文献综述方法，以识别、筛选和检查街道和邻里尺度下微气候与主动出行相互依赖关系的科学文献。系统文献综述定义为“一种定位现有研究、选择和评估贡献、分析和综合数据，并以允许得出关于已知和未知的合理清晰结论的方式报告证据的方法”。采用系统综述和元分析首选报告项目（PRISMA）指南，以确保完整准确地报告发现。搜索在Scopus和Web of Science两个数据库中进行，使用等效搜索字符串。关键词聚簇以包含两个主题的同义词及空间尺度。由于微气候聚簇中包含了“heat”作为选项之一，这可能有助于检索更多与热相关的出版物。搜索限制为英文论文，并排除会议综述、学位论文、会议和资助奖励等文献类型。纳入标准包括：研究主题为微气候或热舒适与主动出行之间的关系，尺度为街道或邻里尺度，研究类型为实证或方法论研究。筛选过程包括标题筛选、摘要筛选、全文筛选和反向雪球法。最终纳入65篇论文。
3. 结果
最终选择65篇论文进行分析。自2020年以来，该主题科学文献显著增加，反映研究增长趋势。案例研究覆盖广泛地理背景，但香港研究频率最高。研究主要分布在湿润亚热带气候（Cwa和Cfa），其次是大陆性气候。热压力是主要问题，但生理机制因气候而异。研究目标包括动态热体验、热舒适与步行性评估工具开发、微气候对行为的影响以及干预措施的计算建模。方法包括现场调查、移动测量系统、热步行、路径选择实验、计算流体动力学（CFD）模拟、基于代理的建模（ABM）和机器学习。研究参数包括气象变量、热舒适指数（如生理等效温度（PET）和通用热气候指数（UTCI））、城市形态参数（如天空视角因子（SVF））以及主观和生理参数。证据基础结构显示，湿润亚热带气候研究最多，动态热舒适和热体验在气候变化中均有研究。
4. 讨论
4.1 动态热舒适与热体验
传统热舒适指数（如UTCI和PET）基于稳态条件，不足以评估移动中的瞬态热条件。为此，提出了动态或累积指数，如动态热感觉（DTS）、热不适足迹（TDF）、剩余耐受热不适（Rt）和实践热不适量表（PDISC）。热步行方法成为主要方法，参与者沿预定义路线进行主观评估，同时收集移动微气候数据。热异感（alliesthesia）在热压力环境中被记录，表明热多样性可能更受偏好。热历史影响当前热感觉，短期热历史（20-35秒至2-3分钟）显著影响感知。累积热暴露的非线性效应已被识别，太阳辐射是瞬态热接受的主要预测因子。
4.2 热舒适与主动出行行为的关系
热压力作为主动出行的障碍，减少步行速度、降低步行意愿并导致寻求阴凉的路线偏离。阴凉是影响路线选择的关键因素，但并非所有阴凉路线都更舒适。在炎热气候中，空气温度和太阳辐射阈值触发行为变化。步行速度在热压力下降低，而在寒冷环境中增加。自行车出行在无热压力条件时更频繁。累积热压力增加感知步行距离，减少可达性。
4.3 主动出行中舒适的多维决定因素
舒适性受微气候、建筑环境属性和感官刺激共同影响。开发了整合热舒适和步行性的评估工具，如舒适步行性指数（CWI）和街道步行性与热舒适指数（SWTCI）。微观环境因素（如感知空气质量、噪声和光照）显著影响热体验。老年人群作为脆弱群体，其热舒适感知与建筑环境特征相关，但常用指数可能低估其风险。
4.4 主动出行的计算设计
计算建模和优化用于改善微气候，促进主动出行。研究包括树木和建筑布局优化、热舒适路线选择、累积热暴露建模和生成设计。代理模型（ABM）和CFD模拟用于评估设计场景。但工具缺乏对主观心理响应的参数化，且预测结果未与观察行为验证。
4.5 对实践的启示
热压力是主动出行的障碍，连续阴凉和热多样性是设计重点。树木种植需考虑气候和形态背景。热指数（如PET和UTCI）适用于静态评估，而动态指数（如DTS和PDISC）需进一步标准化。
4.6 研究空白
动态热评估缺乏标准化，评估框架不完整，发现的可转移性低，且对骑行微气候研究不足。
4.7 研究局限性
语言偏见、搜索字符串限制、单一筛选者可能引入选择偏见。
5. 结论
主要结论是热舒适在主动出行中不能完全通过静态方法捕获，需视为由运动、暴露序列和累积热压力塑造的体验。热步行方法整合和动态指数发展支持这一转变。研究识别了标准化、可转移性和骑行关注不足等空白。未来研究应整合方法并扩展到骑行和寒冷气候，以促进可持续城市发展。