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　　近(jin)日，國(guo)際知名學術刊物(wu)《Nature Cities》在(zai)線刊登了東(dong)南大學建筑學院曹世杰教授研究團隊的(de)(de)最新成(cheng)果——通過鄰近(jin)的(de)(de)農(nong)村土地覆蓋緩解城市熱(re)島(dao)(Mitigating urban heat island through neighboring rural land cover)。該成(cheng)果被選(xuan)為封面論(lun)文并以Research Briefing形式進(jin)行報道。

　　曹世杰教(jiao)(jiao)授團隊與加拿大(da)康考(kao)迪亞大(da)學Fariborz Haghighat教(jiao)(jiao)授團隊、英國薩(sa)里(li)大(da)學Prashant Kumar教(jiao)(jiao)授團隊合(he)作(zuo)，對中國30個城(cheng)(cheng)市近20年間(jian)的地理及環境大(da)數據進行(xing)解析，發(fa)現(xian)城(cheng)(cheng)市周邊特定范圍(wei)的農村土(tu)地可有(you)效降低城(cheng)(cheng)市溫度，首次全(quan)面量化了城(cheng)(cheng)市周邊農村土(tu)地覆(fu)蓋對城(cheng)(cheng)市熱島的緩(huan)解作(zuo)用。

　　隨著城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)化的快速發(fa)(fa)展，人們享(xiang)受著城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的便(bian)利與繁(fan)榮，卻也不得(de)(de)不面(mian)對(dui)一個日益嚴峻(jun)的問題——城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)熱島效應(UHI)。城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)高樓林立、道(dao)路縱(zong)橫，構(gou)成了(le)一個巨大“熱源(yuan)”，導(dao)致使得(de)(de)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)比周邊鄉村更加酷熱難耐(nai)。盡(jin)管城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)內部對(dui)綠(lv)色(se)、藍色(se)或(huo)灰色(se)基礎設施的UHI緩解策略已(yi)進行廣泛研究和討論，但由(you)于城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)土地(di)資源(yuan)的珍貴和有限性(xing)(xing)，這些干預措(cuo)施在大規模實施上面(mian)臨(lin)巨大挑戰。本文另辟蹊徑，從(cong)城(cheng)(cheng)(cheng)鄉熱島環流過程的角度出發(fa)(fa)，系(xi)統性(xing)(xing)探(tan)究了(le)利用鄰近農村土地(di)覆蓋作為潛在冷(leng)卻源(yuan)的降溫潛力，為全球城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)熱島效應的緩解策略提供了(le)全新視角和創新解決思(si)路。

　　為解析農村土(tu)地(di)對(dui)(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)熱(re)島的(de)(de)(de)緩解作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)，研究團隊收集了中國2000年-2020年之(zhi)間30個(ge)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)(de)環境及農村土(tu)地(di)覆蓋數據，基于城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)發(fa)展(zhan)強度等指(zhi)標劃分了城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)與(yu)農村地(di)區(qu)的(de)(de)(de)層(ceng)級結構。進一步(bu)利用(yong)多種(zhong)機器學(xue)習回(hui)歸模(mo)型(xing)(包括Lasso回(hui)歸、Ridge回(hui)歸、隨(sui)機森林、支持(chi)向(xiang)量(liang)機、Multilayer Perceptron等)提取并(bing)量(liang)化農村土(tu)地(di)對(dui)(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)熱(re)島的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)范(fan)圍(wei)，通過可解釋(shi)性機器學(xue)習模(mo)型(xing)(SHapley Additive exPlanations、Accumulated Local Effects)識別出農村土(tu)地(di)的(de)(de)(de)關鍵(jian)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)因子(zi)，并(bing)揭示其對(dui)(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)熱(re)島的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)規(gui)律。

　　研究結果(guo)顯(xian)示，當農(nong)村土(tu)地(di)覆蓋從城(cheng)市邊界向外(wai)延伸的(de)(de)距離(li)約為城(cheng)市當量半(ban)徑時(shi)，其對城(cheng)市熱(re)島的(de)(de)緩(huan)解作用(yong)最為明顯(xian)，對城(cheng)市中(zhong)(zhong)心熱(re)島變化(hua)的(de)(de)解釋程(cheng)度可(ke)(ke)(ke)達(da)到30%。景(jing)觀(guan)斑塊的(de)(de)數量及相鄰(lin)關(guan)系是兩個關(guan)鍵(jian)景(jing)觀(guan)參數，通過(guo)單個參數優(you)化(hua)即可(ke)(ke)(ke)大幅降(jiang)低城(cheng)市溫(wen)度達(da)0.5°C。研究建議在農(nong)村土(tu)地(di)規劃過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，應盡可(ke)(ke)(ke)能避免破碎(sui)化(hua)，提(ti)高(gao)斑塊形狀(zhuang)的(de)(de)復雜程(cheng)度和(he)分布(bu)均勻性(xing)。本文提(ti)供(gong)了一種全(quan)新(xin)的(de)(de)城(cheng)市降(jiang)溫(wen)思路——通過(guo)優(you)化(hua)城(cheng)鄉(xiang)結合部的(de)(de)土(tu)地(di)使用(yong)，可(ke)(ke)(ke)以在不占(zhan)用(yong)城(cheng)市有(you)限土(tu)地(di)資源的(de)(de)前提(ti)下，有(you)效緩(huan)解城(cheng)市熱(re)島效應，有(you)助于推(tui)動城(cheng)鄉(xiang)融(rong)合與(yu)區域(yu)協調發展，實現城(cheng)市與(yu)自然的(de)(de)和(he)諧共生。

　　東(dong)南大學(xue)為論文第一(yi)單位，東(dong)南大學(xue)博士生楊(yang)淼為論文第一(yi)作(zuo)者，曹世(shi)杰(jie)教授為論文通訊作(zuo)者。該研(yan)究得到了國家(jia)杰(jie)出青(qing)年科學(xue)基金項目資助。

　　論文鏈接(jie)：//www.nature.com/articles/s44284-024-00091-z