综述：城市热应激后果的结构性决定因素：健康、生产力与公平性的系统综述

《Sustainable Cities and Society》：Structural Determinants of Urban Heat Stress Outcomes: A Systematic Review of Health, Productivity and Equity

　　

摘要

城市人口面临着气候变化和城市化密度增加带来的日益加剧的热暴露。然而，城市热应激（UHS）文献仍然支离破碎：室内和室外暴露分别进行研究，生理指标的应用不一致，分析框架假设正式的建成环境——这些假设恰恰排除了累积暴露最大的场所。

本PRISMA指导的系统性综述综合了2006年至2025年间发表的同行评审文献，通过Web of Science和Scopus数据库检索，共纳入244项研究。研究被分为三个证据层级：直接生理证据（A类）、关联性或模型化证据（B类）和情境贡献（C类）。综合分析围绕反复调节UHS结果的五个结构领域展开：建筑质量、劳动非正规性、基础设施供给、治理能力和热公平。

生理性热应激机制在不同人群中具有普遍一致性。健康和生产率结果的差异是由结构因素调节的，而非由生物学因素决定。非正规建筑加剧了环境热负荷并消除了夜间恢复。劳动非正规性延长了暴露时间并消除了制度性职业健康保障机制。基础设施缺陷产生了累积暴露负荷，事件聚焦型分析对此存在系统性低估。治理缺口存在于已颁布法规与实际执行之间。广泛使用的机械制冷制造了结构性公平陷阱：人为废热加剧了无制冷接入人群面临的室外热负荷，这是个体适应策略无法解决的动力学过程。暴露、制冷接入和树冠覆盖的社会经济和种族分层使得城市整体数据的分析意义变得模糊。

证据基础在慢性暴露最严重的领域最为薄弱。有效的应对必须针对上游结构性条件——可执行的建筑标准、扩展至非正规部门的劳动法规以及公平的制冷基础设施——而非仅依赖下游应对策略。

引言

城市热应激（以下简称UHS）是指当环境热负荷超过人体体温调节能力时所产生的净生理应激。UHS文献中出现了三个概念相关但分析上可区分的构念，它们与生理性热应激的关系各不相同：环境热条件、地表城市热岛（SUHI）强度和基于生理学的热应激指数，如湿球黑球温度（WBGT）、通用热气候指数（UTCI）或生理等效温度（PET）（Ebi等人，2021；Manoli等人，2019；Oke等人，2017）。环境温度与卫星反演地表温度（LST）表征了暴露背景；但二者均不能可靠地替代人体生理应激（Briegel等人，2025；Kelly Turner等人，2022）。本文全文采用证据分类框架（A、B、C类；表1），将关于人体热应激的每一项论断都锚定在其底层的测量方法上。

尽管UHS常与热浪同时发生并被城市热岛（UHI）效应放大，但其分析焦点在于人体生理结果而非环境暴露本身。这些结果受城市形态、建筑存量与治理能力调节（Oke等人，2017）。现场研究一致表明，两个环境温度相同的地点可以产生不同水平的生理性热应激。这取决于平均辐射温度、表面材料、树冠覆盖和气流——所有这些条件均受城市设计决策的影响（Gillerot等人，2024；K. L. Lee等人，2016；Salata等人，2017）。随着全球城市化进程加速且平均气温持续上升（Oppermann等人，2021），UHS越来越多地被视为一种结构性中介现象，而非常态气象灾害，它受城市如何建造、治理和供给服务所塑造。虽然人体对热力的生理反应具有普遍性，但UHS的严重程度、持续性和社会经济后果在不同城市结构背景下存在显著差异（Ebi等人，2021；Jay等人，2021）。识别这些结构条件及其运作路径，是本次综述的核心分析焦点。

全球平均气温的轨迹凸显了应对这一问题的紧迫性。2023年、2024年和2025年均已确认为有记录以来的最暖年份（C3S，2026；WMO，2025）。在所有近期排放情景下，热浪的频率、强度和持续时间预计都将增加（Romanello等人，2024）。越来越多的研究考察了热暴露与人体健康、职业安全和劳动生产率之间的关联，涵盖建筑、制造、运输和服务业（Dasgupta等人，2021；Dunne等人，2013；Moohialdin等人，2019）。基于生理学的研究一致发现，持续性热暴露与体能和认知工作能力下降、错误率升高以及受伤和热病风险增加相关联（Flouris等人，2018；Kjellstrom等人，2017；Krishnamurthy等人，2017）。大规模经济模型将全球大量劳动生产率损失归因于热暴露，特别是在高排放情景下（Dunne等人，2013；García-León等人，2021；Parsons等人，2021）。然而，这些估算依赖气候预测而非直接生理现场测量。目前尚未充分理解的是，为何看似相似的环境热条件在不同城市背景下会产生不同的生理和生产率结果——这一问题仅通过热暴露评估无法回答。

本综述位于多个追求不同科学目标、采用不同方法和主要产出的研究社群的交汇处。城市气候学家将室外环境热条件表征为边界层输入，研究地表能量平衡、边界层动力学和LST的空间分布（Manoli等人，2019；Oke等人，2017；Sharma等人，2021）。这一领域的工作表征了生理结果所依托的暴露背景；它并非旨在直接捕捉人体生理性热应激。健康流行病学家利用环境温度或热指数作为主要暴露变量，量化热条件与发病或死亡之间的统计学关联（Bai等人，2014；Hartz等人，2012；Wang等人，2019）。劳动和城市经济学家追踪热暴露对生产率和经济增长的聚合影响（Hsiang等人，2017；Zhao等人，2021）。每个传统在其领域内均取得了重大进展。然而，尚缺乏一种综合方法，来追踪从环境热条件经过结构性中介因素、最终到健康和经济损失的完整路径。这正是本次综述的主要目标。

文献中反复出现的一个观察是，UHS结果在通常被标记为全球北方（GN）和全球南方（GS）的背景下存在系统性差异（Gaum & Laubscher，2022）。本文全文使用这些术语作为情境启发式工具，而非解释性范畴（表1）；它们标示了治理模式、劳动非正规性、法规执行和基础设施成熟度方面的反复出现的差异（Banks等人，2020；Karanja & Kiage，2021；Yuan等人，2024），同时明确承认例外情况的存在。当GN–GS框架可能掩盖城市内部不平等——即同一城市内富裕与贫困社区之间的热差异（Benz & Burney，2021；Chakraborty等人，2023；McDonald等人，2021）时，结构性条件视角将被优先呈现。

本综述的核心分析贡献是结构性机制这一概念：即相互关联的建成环境与制度条件，它们塑造了差异化的热暴露、生理敏感性和适应能力。综述考察了五个领域：建筑质量、劳动非正规性（区分为劳动结构和劳动组织；表1）、基础设施供给、治理能力以及热公平和城市内部不平等。这些领域共同涵盖了实证文献中与差异化热脆弱性最一致相关的物质条件和制度条件。

尽管这些结构性因素的重要性已被文献充分记录，但它们在单项研究中经常被提及，却很少被综合为围绕暴露路径及其相关生理和经济结果的连贯框架。实证证据基础也地理性地集中在GN背景中（图1），这一不平衡因本综述将方法限定于Web of Science和Scopus数据库中索引的英语同行评审文献而进一步加剧。灰色文献、政府报告和非英语研究——对GS城市背景尤为重要——未被纳入，这一局限性限定了综合分析的范围，将在第7节中进一步讨论。

另一个分析缺口涉及将室内和室外热环境作为独立研究领域加以处理。大量文献从UHI视角考察城市室外热环境，聚焦于土地覆被、建筑密度和表面材料（Li等人，2020；Manoli等人，2019），而并行研究则评估与职业健康和生产率相关的室内热条件（Rabeiy，2019；Vongchanh & Chan，2022）。这些证据体系很少被整合，从而模糊了重要的反馈机制——最显著的是，已记录的建筑层面广泛机械制冷与通过废热排放和能源需求增加导致室外温度升高之间的关联（Bardhan等人，2020；Chua等人，2023；Mastrucci等人，2022）。本文所述耦合关系是基于平行证据流的机制性推断，而非在整合型实证设计中直接测量的关系。这种分析分离还往往假设正式规划和受监管的城市系统，低估了具有非正规建筑、热绝缘不良和过时能源基础设施的城市所特有的室内–室外热耦合动力学（Chen等人，2025；Mirzaei等人，2015）。

因此，本研究提供了UHS与劳动生产率文献的机制导向型综合分析，利用了采用基于生理学热应激指标的研究证据，并结合了来自环境气象学和地表热研究的情境证据。与其问UHS是否在不同地区产生不同影响，不如问：哪些结构性条件在不同城市背景下最一致地与差异化的热相关健康和生产率结果相关联，以及这些关联通过哪些路径实现？通过区分对热的普遍生理反应与特定于情境的结构性暴露路径，本综述旨在阐明相似的热应激如何在结构不同的城市环境中产生不同的结果。

本综述在三个方面推进了现有文献。首先，它将与气候驱动力共同受到基础设施质量、治理能力、劳动结构和选择塑造的UHS概念化为一个耦合的室内–室外社会环境系统——超越了单一领域的气候学或流行病学分析。其次，它以基于各种城市背景（包括非正规建成区和快速城市化地区）中所记录结构性条件的分析，取代了对正式城市规划的隐含假设。第三，它将证据综合为一个经验支持、机制导向的框架，涵盖建筑施工质量、制冷接入、劳动组织以及能源和交通系统的运行状况——识别出最一致地与差异化热暴露和适应能力相关联的条件，并为城市热缓解策略提供一个以公平为中心的基础。

图1展示了纳入研究的地理分布以及高排放情景下热相关劳动生产率下降所导致的区域经济损失预测，同时为现有研究的空间集中性和预计经济损失规模提供了背景。该图旨在为现有研究的地理关注点和热相关生产率风险的更广泛暴露提供背景信息。

节选片段

综述设计与文献检索

本研究采用PRISMA指导的系统性叙事综述来综合关于UHS与人体健康、劳动生产率及相关结构性条件之间关系的证据。选择叙事综合设计是因为研究目标是追溯跨越异质性证据的结构性机制和暴露路径，而非估算合并效应量。鉴于纳入文献的方法学多样性和结果异质性，meta分析……

UHS：驱动因素与情境决定因素

UHS源于全球气候、局部地理和城市特有的建成环境特征之间的交互作用。健康和生产率结果受社会经济和制度条件调节。将热暴露与这些结果联系起来的生理路径总结于图3；以下各小节考察气候、建成环境和制度驱动因素如何修正这些路径。

在综合这些驱动因素之前，必须说明证据基础的一个结构性局限……

讨论：差异化UHS影响的机制导向框架

所回顾的研究汇聚于一个发现，该发现具有直接的政策含义。UHS影响的严重程度、持续性和经济严重性并非仅由气候暴露决定。它们源于普遍生理反应与五个结构领域之间的交互：建筑质量、劳动非正规性、基础设施供给、治理能力和热公平。这些领域调节暴露积累、对热负荷的敏感性和适应的实际极限……

UHS缓解与适应

上述开发的机制导向框架对评估和优先化缓解与适应措施具有直接启示。所回顾的文献记录了广泛的干预措施：基于自然的解决方案、技术措施、政策框架和治理创新。其有效性取决于是否与特定城市背景中占主导地位的结构性暴露路径相契合。文献中倾向于将适应建议作为……

结论

本系统性综述提供了与机制导向框架相一致的证据，该框架表明，不同城市背景下UHS相关健康和生产率结果的差异可由五个结构领域解释：建筑质量、劳动非正规性、基础设施供给、治理能力以及城市内部热公平的分布格局。

非正规劳动涵盖劳动力结构——体力强度、室内外分布以及……的机械化程度

局限性
在解读综合研究结果时，应考虑以下几点局限性。语言和信息源限制。检索范围限于 Web of Science 和 Scopus 收录的英文同行评审文献。灰色文献、政府报告和非英语研究均被排除在外。这一点对于全球南方快速城市化的地区具有重要意义，因为在这些地区，本地语言的实证研究、市政数据和制度分析构成了证据基础的重要组成部分。

利益冲突
作者声明不存在任何已知的可能影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

声明
基于人工智能的工具（Claude 用于学术语言；ChatGPT 和 Gemini 用于图表制作）协助完成了本工作的准备工作。作者已审阅所有输出内容，并对最终内容承担全部责任。

未引用参考文献
Falchetta 等 (2024), He 等 (2022), Lee 等 (2016)

CRediT 作者贡献声明
Asim A. Ditta：写作 – 审阅与编辑、写作 – 初稿、可视化、软件、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念化。Li Wang：写作 – 审阅与编辑、软件、方法论。Ruijun Zhang：写作 – 审阅与编辑、软件、方法论、正式分析。Junqi Wang：写作 – 审阅与编辑、软件、方法论、数据整理。Fariborz Haghighat：写作 – 审阅与编辑、验证、方法论、调查、正式分析，

利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文所述工作的已知利益冲突。

Asim A. Ditta|Li Wang|Ruijun Zhang|Junqi Wang|Fariborz Haghighat|Shi-Jie Cao
东南大学建筑学院，四牌楼 2 号，南京 210096，中国