近年来,中国城市化进程飞速发展,城市热岛效应愈发显著。为应对这一挑战,城市绿化(Urban Greening, UG)作为一种自然调节手段受到广泛关注。然而,如何系统量化绿化的冷却效应,以及生态修复项目在其中的作用,尚缺乏全面研究。近日,发表于环境学顶级期刊《Environmental Science & Technology》的最新研究,为这一领域提供了全新视角。
文献引用方式:Dong Xu, Tingting Bai et al. (2024). Quantifying the Cooling Effect of Urban Greening Driven by Ecological Restoration Projects in China. Environmental Science & Technology, 58, 20990−21001. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c10314
研究背景
随着中国城市化进程加速,超过60%的人口已居住在城市地区,但城市扩张也带来了表面性质改变和能源平衡的深刻变化,引发了一系列生态与环境问题,如城市热岛效应和生物多样性丧失。
科学问题
城市绿化的长期冷却潜力有多大? 它如何在缓解城市变暖中发挥作用? 区域间是否存在冷却效应的不平等?
研究目标
定量评估中国主要生态修复项目对城市绿化的贡献; 量化绿化对城市地表温度(Urban Surface Temperature, UST)的冷却效应; 分析城市核心区与扩展区的冷却效应差异及其背后的驱动因素。
研究方法
研究团队设计了一种创新的统计模型——城市绿化冷却潜力量化模型(Cooling Potential of Urban Greening, CPUG),通过以下步骤开展研究:
多源遥感数据整合:包括MODIS数据(NDVI、LST等)、ERA5再分析数据、人口密度数据等。 模型构建:结合长期时间序列数据,使用Theil-Sen中值回归方法量化绿化对UST的影响。 区域比较:评估城市核心与扩展区的冷却效应差异。
此外,研究特别关注冷却效应的暴露不平等,从电力消耗、经济产出、人均GDP等多维度展开分析。
主要发现
绿化冷却效应显著,差异明显 过去20年,中国城市绿化显著减缓了14.17%的地表变暖趋势,其中城市核心区的冷却效应高达1.01 K,是扩展区的7.2倍。 生态修复是绿化的主导因素 国家生态修复项目(如“森林城市”计划)对城市绿化的贡献超过50%,显著提升了城市生态环境质量。 冷却效应暴露不平等 经济收入高、资源消耗多的城市核心区域从绿化中受益更多,而扩展区居民享受的气候调节效益较少。
研究创新性
首次系统绘制中国城市绿化冷却潜力地图 提供了2001年至2018年间中国城市绿化冷却效应的量化评估,为制定区域气候适应政策提供了重要参考。 关注区域间冷却效应不平等 揭示了社会经济因素如何影响绿化冷却效应的分布,为未来制定公平的生态政策提供了科学依据。 融合多源数据与创新模型 通过结合遥感监测、气候数据与统计模型,本研究实现了高精度、长时间尺度的绿化效应评估。
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