東北地理所在城市商業區街谷植被冷島效應研究中取得新進展
城市化快速發展使街谷成為都市景觀的重要組成，其幾何形態強烈影響氣流、輻射與溫度分布，從而形成復雜的微氣候。建筑吸收太陽輻射與釋放廢熱會加劇城市熱島，而樹木則通過遮陰與蒸散實現冷島降溫。然而，樹木與建筑的綜合影響在街谷這一微觀尺度上長期被低估，尤其是商業區內部，零售活動帶來的高人流、空調外排及交通活動會加強熱環境負荷，更增加了其降溫機制的復雜性。現有研究多聚焦于狹義的街谷形態，忽視了廣泛意義上不同行道樹/建筑搭配的谷景觀類型。商業區中各種零售、2D/3D景觀結構與行道樹植被結構之間組成了復雜的耦合關系，但是尚未充分提出一種客觀的估測方法可以科學的量化其中冷/熱島效應，并且從技術層面如何實現利用低成本、高效的評估尚不清晰。
針對上述科學空缺，研究團隊以北京市為研究區，基于長光衛星JL1KF01A寬幅3m分辨率的高清影像，結合零售密度poi和3D-GloBFP等多源數據，在對已有研究綜述的基礎上提出了一種新穎的冷島評估模型，并將其應用于廣義上的4種街谷景觀類型。結果顯示，高密度商業區街谷多集中在建筑高聳、道路寬闊及密集不透水面構成典型熱累積格局景觀當中；地表溫度（LST）在道路與路側分布均呈正偏態，不透水面區域LST可升高至42C?以上；商業區行道樹可帶來?0.01~?4.34C的顯著降溫，但其在高密度零售區街谷中卻對于熱效應（0.01~3.70C?）表現出“無能為力”。四類街谷中，樹冠封閉型具有最低平均溫度，而高建筑峽谷最高。
?
圖1. 廣義4種類型城市商業區街谷景觀以及其中行道樹冷到效應的評估模型.
不同零售類型表現出差異化的溫度響應。娛樂與酒店類商業因擁有較多藍綠空間，在多數零售密度區間中與LST呈負相關；而購物與生活服務類因不透水面占比高、建筑密度大，則呈現更明顯的熱累積。隨零售密度增加，建筑高度與綠地面積均呈倒U型變化，并在10~30%與70~90%零售密度區間出現最佳降溫表現。人口熱力數據進一步驗證了高密度商業區溫度上升與人流集聚的同步性。
圖2. 商業區零售密度-景觀指數-冷/熱島溫度傳遞回歸的桑基相圖.
極大似然估計結果表明，綠藍空間對降溫貢獻最強，其中綠地為主導因子；不透水面始終有正向升溫效應；建筑高度則提供輕度但穩定的陰影降溫作用。此外，空氣動力學功能降溫主要分布在北京西部和北部的零售集中區，而樹冠生化功能降溫主要集中于東部高密度商業區，表明植被的調節降溫功能是與街谷景觀中空氣動力學機制耦合發生。
該研究發表于城市森林景觀領域重要期刊Sustainable Cities and Society（C刊），東北地理所魏紅旭副研究員為第一作者，由大連民族大學郭鵬副教授（通訊作者）、貴州大學周長威副教授、廣東生態工程職業學院徐心慧副教授等共同完成。本研究得到國家自然科學基金面上項目（41971122）、中央高校基礎研究基金（0919/140193）和中國科學院東北地理與農業生態研究所學科發展基金（E4ZXS10701）的共同資助。
論文信息：
Wei,H.,Liu,Y.,Xu,X., et al.Retail form and vegetation interactions in street canyon cooling: A case study on 3D urban form using JL1KF01A data. Sustainable Cities and Society,2025,135: 107104.
鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.107014
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
