引言
人为引起的气候变化正在对城市气候施加广泛压力。城市热岛（UHI）效应描述了城市地区往往比其周围农村地区更暖的趋势（Balchin and Pye, 1947; Manley, 1958; Oke, 1982）。这种现象在气候变化和快速城市化的共同作用下被放大，导致全球范围内的城市过热程度达到前所未有的水平（United Nations, 2019; Wang and Wang, 2017）。UHI 效应直接或间接影响人类居住环境（Adilkhanova et al., 2022）。就局部气候而言，UHI 效应改变城市温度、露量、霜量和霜日数等（Chalakkal and Mohan, 2022; Zipper et al., 2016）。在能源消耗方面，UHI 效应增加了夏季室内冷却的峰值能源需求，从而增加了温室气体的排放（Kolokotroni et al., 2012）。此外，城市地区的高气温可导致低压涡旋系统的形成，造成空气污染物在 UHI 中心积聚，从而恶化空气质量（Grimm et al., 2008; Yu and Peng, 2025）。气温升高和空气质量恶化的综合效应增加了与热相关疾病和死亡的风险，对人类健康、舒适和福祉构成多方面的威胁（Fouillet et al., 2006; Jenerette et al., 2016）。
根据所使用的热力层和温度测量方法，UHI 可分为两大主要类型：大气 UHI（AUHI），基于近地表或城市边界层内测量的气温；以及表面 UHI（SUHI），源自通过遥感数据反演的地表温度（LST）（Almeida et al., 2021）。虽然 AUHI 效应反映了表面和大气过程的综合作用，但 SUHI 效应对土地覆盖特征和表面能量交换更敏感，因此由于卫星观测的易获取性，在大尺度上得到了更广泛的研究（Zhou et al., 2019）。
为应对 UHI 效应带来的日益严峻的挑战，已开展了大量关于相关驱动机制（Li and Zhou, 2019d; Zhang et al., 2022b）和缓解策略的研究（Deilami et al., 2018; Mohajerani et al., 2017; Ng et al., 2012）。其中，城市化、植被和背景气候对 UHI 效应的影响受到了显著关注，这体现在相关文献的快速增长上（Pisello et al., 2018; Rahman et al., 2020）。然而，尽管有大量研究关注这三个关键因素——城市化、植被和背景气候（Cui et al., 2021; Halder et al., 2021; Sun et al., 2019），但报告出的这些因素与 UHI 效应之间的关系仍然高度多样化，在某些情况下甚至是相互矛盾的。
城市化通过替代自然表面和聚集人口改变地表能量分配，被认为是 UHI 效应的主要原因（Huang et al., 2019; Zhou et al., 2004）。由于城市化涉及土地利用和社会特征的变化，它可以通过人口、经济和土地利用等指标来表征（Cui et al., 2016）。然而，关于城市化对 UHI 效应影响的研究产生了一些令人困惑的发现。例如，一些研究表明人为热排放可能是导致 UHI 效应的主导因素（Clinton and Gong, 2013; Wu et al., 2021），而另一些则指出城市面积规模应为主导因素（Li et al., 2020b; Peng et al., 2012）。
由于植被的蒸腾冷却效应，它被视为缓解 UHI 效应的重要解决方案（Leal Filho et al., 2017; Pisello et al., 2018）。然而，植被冷却能力的有效性因城市而异，因为它可能取决于当地气象条件和植物物种特征等多个因素（Feldman et al., 2022; Tayyebi and Jenerette, 2016）。尽管城市植被对 UHI 强度的缓解作用已得到广泛认可（Chakraborty and Lee, 2019; Schwaab et al., 2021），但一些研究并未表明城市植被与 UHI 效应之间存在持续显著的关系（Yao et al., 2017; Zhou et al., 2014a）。此外，一些研究甚至表明城市植被在某些城市可能会捕获热量并增强 UHI 效应（Wang et al., 2021b）。
近年来，背景气候在 UHI 效应中的作用（Manoli et al., 2019; Yu et al., 2018; Zhao et al., 2014）受到了越来越多的关注。背景气候不仅通过控制气象条件直接影响 UHI 效应，还通过影响植被生长和人类活动间接影响 UHI 效应。背景气候与 UHI 效应之间潜在的复杂相互作用导致了一些令人困惑的观测。例如，当考虑 UHI 效应与日益频繁的热浪之间的相互作用时（Kong et al., 2021），大量研究表明热浪可以增强 UHI 强度（Li and Bou-Zeid, 2013; Ramamurthy and Bou-Zeid, 2017）。然而，其他研究报告 UHI 强度与热浪之间没有相互作用（Chew et al., 2021; Zhou and Shepherd, 2010），或在热浪期间 UHI 强度减弱（Khan et al., 2020; Kumar and Mishra, 2019）。
这些不一致的发现可能源于方法论的不确定性或对潜在过程解释的不完整。更重要的是，它们表明连接城市化、植被和背景气候与 UHI 效应的机制尚未完全理解。现有的综述极大地推进了我们对 SUHI 量化、驱动因素、缓解策略和大规模模式的理解（Voogt and Oke, 2003; Zhao et al., 2025; Zhou et al., 2019）。然而，这些不同发现的起源及其潜在机制受到的系统关注相对较少，尽管大量研究报告了 SUHI 效应与其影响因素之间的不同关系（Benz et al., 2017; Cui et al., 2016; Wang et al., 2021b）。特别是，城市化、植被和气候产生对比性 SUHI 效应响应的物理路径尚未在共同的机制框架内综合。
为填补这一空白，我们回顾了城市化、植被和背景气候对 SUHI 效应的影响，特别关注文献中报告的不同发现。本综述不旨在总结这些因素的平均效应或一般性地讨论缓解策略，而是寻求解释为什么不同的研究往往得出不同的结论。我们专注于 SUHI 研究，因为它们目前构成了 UHI 文献的大部分（Zhou et al., 2019）。在单个城市内观察到的关系通常具有强烈的上下文依赖性，而跨城市研究更可能揭示更广泛且更可推广的模式。因此，本综述侧重于将多个城市作为分析样本的大规模研究，而不是以城市内部空间变化为中心的研究。
本综述有三个主要目标：（1）在可比指标下系统综合不同发现；（2）通过共同的表面能量平衡视角解释这些发现，并开发连接城市化、植被和背景气候与 SUHI 响应的机制框架；（3）提出一个未来研究框架，以减少不同发现并推进基于过程的城市气候研究。通过强调不同观测背后的机制而不是平均效应本身，本综述补充了现有的 SUHI 综述，并为解释不同环境背景下研究间不一致的结果提供了新的视角。
