摘要
全球变暖与城市化加剧了城市热暴露，其中老年人和儿童尤为脆弱。然而，昼夜变化、年龄组差异以及二维（2D）和三维（3D）灰绿形态的非线性响应仍缺乏深入探讨。本研究以杭州市十个城区为对象，将地表温度、人口、土地利用和树冠高度数据整合为1500 m网格数据库。针对老年人和儿童分别量化了人口加权热暴露。通过OLS–MGWR–CatBoost–SHAP（Shapley加法解释）框架识别了空间异质性、关键驱动因素及非线性响应范围。研究结果表明：（1）热暴露呈现空间聚集特征，白天高于夜间。高风险区集中分布于核心建成区，尤其是上城区和拱墅区，而西部山区与绿带、滨水区域及外围生态空间热暴露较低。（2）三维城市形态与暴露差异相关：建筑覆盖率（BCR）与热暴露呈正相关，平均建筑高度（BH）在夜间表现出更强的关联性，尤其对儿童群体影响显著，而平均树冠高度（ACH）在夜间呈现更强的负相关。（3）二维灰绿格局并不遵循简单的"灰空间增加热量、绿空间减少热量"规则。枝状、桥状和碎片化灰空间与更高的热暴露相关，而绿空间的降温效应与其连通性、完整性和树冠高度有关。在高解释力区域，BCR的快响应范围为0.01–0.04，BH和ACH的响应变化点分别为7–13 m和7.5–10 m。这些响应主要表征覆盖8.5–20.2%相应脆弱人群的高解释力西部区域，反映了这些人群内部的有条件响应；中心城区仍应作为全市热风险识别的优先区域，而非直接适用这些基于形态的响应。本研究为热风险管理、灰绿空间优化和健康公平规划提供了证据支撑，从而助力气候韧性和可持续城市发展。
