东南大学团队成果可缓解城市热岛效应

近日，国际知名学术刊物《自然-城市》（Nature Cities）在线刊登了东南大学建筑学院教授曹世杰研究团队的最新成果——通过邻近的农村土地覆盖缓解城市热岛。

在此项研究中，曹世杰团队与加拿大及英国高下科研团队合作，对中国30个城市近20年间的地理及环境大数据进行解析，发现城市周边特定范围的农村土地可有效降低城市温度，首次全面量化了城市周边农村土地覆盖对城市热岛的缓解作用。

随着城市化的快速发展，人们享受着城市的便利与繁荣，却也不得不面对一个日益严峻的问题——城市热岛效应（UHI）。城市高楼林立、道路纵横，构成了一个巨大“热源”，导致使得城市比周边乡村更加酷热难耐。尽管城市内部对绿色、蓝色或灰色基础设施的UHI缓解策略已进行广泛研究和讨论，但由于城市土地资源的珍贵和有限性，这些干预措施在大规模实施上面临巨大挑战。

本文另辟蹊径，从城乡热岛环流过程的角度出发，系统性探究了利用邻近农村土地覆盖作为潜在冷却源的降温潜力，为全球城市热岛效应的缓解策略提供了全新视角和创新解决思路。

为解析农村土地对城市热岛的缓解作用，研究团队收集了中国2000年-2020年之间30个城市的环境及农村土地覆盖数据，基于城市发展强度等指标划分了城市与农村地区的层级结构。进一步利用多种机器学习回归模型提取并量化农村土地对城市热岛的作用范围，通过可解释性机器学习模型识别出农村土地的关键作用因子，并揭示其对城市热岛的作用规律。

研究结果显示，当农村土地覆盖从城市边界向外延伸的距离约为城市当量半径时，其对城市热岛的缓解作用最为明显，对城市中心热岛变化的解释程度可达到30%。景观斑块的数量及相邻关系是两个关键景观参数，通过单个参数优化即可大幅降低城市温度达0.5°C。研究建议在农村土地规划过程中，应尽可能避免破碎化，提高斑块形状的复杂程度和分布均匀性。本文提供了一种全新的城市降温思路——通过优化城乡结合部的土地使用，可以在不占用城市有限土地资源的前提下，有效缓解城市热岛效应，有助于推动城乡融合与区域协调发展，实现城市与自然的和谐共生。

东南大学为论文第一单位，东南大学博士生杨淼为论文第一作者，曹世杰为论文通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金项目资助。