城市热已成为城市在快速城市化和气候变暖共同压力下面临的最持久的环境挑战之一 (Rizwan et al., 2008)。随着城市扩张，自然地表被不透水材料取代，改变了地表能量平衡，削弱了生态缓冲，并加剧了城市空间的热应力 (Kuang et al., 2017)。这些变化对公共卫生、城市可持续性和气候适应具有重要影响，因为城市热的不利影响不仅取决于热状况的强度，还取决于人们居住在哪里以及他们在社会或人口统计学上有多脆弱 (S. Wang et al., 2025)。在这种情况下，城市热不应仅被理解为物理温度异常，而应被视为由热危害、人口暴露和脆弱性相互作用塑造的风险 (Ang et al., 2026; Y. Yang et al., 2025)。
之前的研究表明，城市增长的后果超出了建设用地的向外扩张。自然地表的转化、绿地配置的变化和城市密集化可以改变城市热状况，而人口集中则改变了暴露的空间分布 (D. Li et al., 2019; F. Liu et al., 2026)。这些过程已通过基于地表温度和地表城市热岛强度的城市热环境研究 (Lin & Zeng, 2026; Xiao et al., 2025)，以及整合危害、暴露、敏感性和适应能力的复合热风险评估 (J. Liu et al., 2025; Zou et al., 2025) 进行了考察。这些研究共同表明，城市发展既改变了物理热环境，也改变了热与暴露和脆弱人群重合的空间条件 (表 S1)。
尽管取得了这些进展，但在跨越网格和城市尺度的统一框架内，城市扩张、本地风险分异和被归类为高风险区域的面积增长很少被考察。城市热环境和复合热风险的研究通常在不同的空间或时间尺度上进行，并且通常解决问题的不同方面 (Ang et al., 2026; Tuholske et al., 2021)。因此，复合热风险的空间分布在几十年间如何演变，高风险区域内危害、暴露和脆弱性的特征如何在城市和时期间变化，以及这些区域的增长是否与城市土地的物质扩张成比例，仍然不清楚。城市扩张可能会大幅扩大受热风险影响的面积，而没有产生相当于被归类为高风险区域的面积增加。然而，在其他城市或时期，这些区域可能以与城市范围相似或更快的速度增长。区分这些轨迹需要将网格尺度的热风险模式与城市扩张和被归类为高风险区域的面积增长在城市间的比较联系起来。
景观结构为考察复合热风险的本地分异提供了一个空间视角 (Song et al., 2025; Zou et al., 2025)。不透水层和绿地配置通过地表能量交换、生态冷却和空间连续性的差异与热状况相关联 (Y. Li et al., 2023)，而城市发展也伴随着人口暴露和脆弱性分布的变化 (Tuholske et al., 2021)。因此，景观指标与复合热风险之间的关联可能反映热危害、暴露和脆弱性的空间分布，或所有三个组成部分的重合。这些关联也可能随城市发展阶段而变化，因为历史上开发的区域和新城市化区域在不透水表面饱和度、绿地可用性、景观配置和人口密度方面往往不同 (X. Feng et al., 2024)。尽管区分旧城核心区和扩张区并不能涵盖城市功能和形态的全部多样性，但它为比较不同城市和时期的成熟区域和新城市化区域提供了一致的基础。
本研究考察了 1990 年至 2025 年 15 个中国城市的城市热风险时空演变和空间分异。复合热风险通过整合热危害、人口暴露和脆弱性来评估，并在所采用的指数框架内评估了被归类为高风险区域的组成部分特征。使用动态城市边界来区分旧城核心区和扩张区，从而能够在不同发展阶段比较复合热风险与源自不透水层和城市绿地的常规景观指标之间的非线性关联。在城市层面，弹性分析评估了被归类为高风险区域的面积增长是否落后于、跟上或超过了城市扩张。该研究通过连接几十年间城市范围的变化和复合热风险的变化，以及不同发展阶段跨越景观关联和城市增长与被归类为高风险区域面积增长在城市间的比较，提供了一个综合视角。这些分析共同提供了一个一致的视角，以理解城市扩张如何改变复合热风险的空间分布，并为在不同城市背景下制定热适应策略提供信息。
