多目标土地利用情景下大都市区的冷岛网络：情景模拟、韧性评估及空间规划启示

《Sustainable Cities and Society》：Cold island networks in metropolitan areas under multi-objective land-use scenarios: Scenario simulation, resilience assessment, and spatial planning implications

　　摘要：在快速城市化和气候变暖的背景下，大都市区的热环境风险正从局部累积向区域互联扩展转变，这凸显出需要建立能够整合土地使用调控与冷岛网络合理布局的气候适应性空间治理机制。以西安都市区为研究对象，本研究构建了一个综合框架，融合了冷岛效应评估、情景模拟、阻力建模以及网络韧性评价方法。研究设计了2035年的三种发展情景，包括生态保护情景、经济优先情景和惯性均衡情景，用以比较不同土地使用路径下冷岛网络的结构特征与韧性表现。结果表明，2000年至2020年间建筑用地面积增长了51.0%，持续挤压了冷却源空间，削弱了生态连通性，并阻碍了冷却效应的扩散，成为导致冷岛效应恶化的主因。XGBoost-SHAP分析显示，土地使用结构是影响冷岛网络韧性的最主要因素，其权重在0.66至0.71之间，其次是生境质量与碳储存能力。综合阻力分布呈现出明显的空间差异：生态保护情景下阻力较低，惯性均衡情景下阻力相对稳定，而经济优先情景下阻力则较高。2035年的情景对比显示，生态保护情景通过扩大森林面积、加强水资源保护以及实施更严格的开发限制，提升了网络冗余度与替代冷却路径，从而实现了最高的综合性能评分（0.576）；而经济优先情景由于走廊集中以及建筑用地快速扩张带来的瓶颈风险加剧，性能评分最低（0.408）。惯性均衡情景与经济优先情景之间的性能差距达19.5%，这说明即便只是稍有偏离均衡发展路径，也会显著降低冷岛网络的稳定性。这些研究结果表明，相比单纯增加走廊数量，注重网络冗余度、替代路径建设以及风险分散的结构调整，更能有效提升冷岛网络的韧性。在多目标情景下，建筑规模的年度扩张速率以及冷岛网络在结构与功能上的差异。现有研究已广泛证实蓝绿生态空间的降温效果，但很少有研究从定量角度阐明不同的土地开发路径如何在多目标权衡下改变冷岛网络的韧性。本研究通过多情景定量比较，系统分析了在ECS、IES和EPS三种发展模式下冷岛网络在结构与功能上的差异。ECS模式下的严格生态管控有助于提升……结论方面，本研究为西安都市区的冷岛网络优化构建了一个具有气候适应性的框架，并研究了不同开发路径下降温网络的结构与功能响应。结果表明，2000年至2020年间持续的建筑用地扩张通过冷源压缩、空间破碎化以及降温传输受限等因素加剧了降温效果的下降，而秦岭-渭河生态系统则始终保持着良好的降温功能。数据可用性方面，作者无权共享相关数据。未引用的参考文献包括：Li等人，2024b；Mayer，2022；Anguelovski等人，2019；Oliveira等人；Xie等人，2024；Ziter等人，2019。CRediT作者贡献说明：张凯莉负责写作——审稿与编辑、写作——初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源协调、方法设计、研究实施、资金获取、正式分析、数据整理以及概念构建；方斌负责可视化、验证和概念构建；张轩云负责研究实施、正式分析及数据整理；夏春华负责研究实施、正式分析及数据整理；凌云负责方法设计及数据整理；刘汉负责可视化及资源协调。利益冲突声明：作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。致谢：本研究得到了国家自然科学基金（项目编号42501328）、江苏省优秀博士后人才资助计划（项目编号2024ZB454）以及中国博士后科学基金会（项目编号2025M770370）的支持。张凯莉|方斌|张轩云|夏春华|凌云|刘汉，中国南京师范大学地理学学院，南京210023。