共享社会经济路径下中国城市热岛时空演变及预测研究

人类活动已被认为是造成城市热岛效应的关键因素。然而市域尺度下人为因素对热岛效应强度的影响尚不明确。基于多源地理数据计算了2012—2018年中国市域尺度的日间地表城市热岛效应强度(SUHI),分析了市域尺度SUHI的时空演变规律和驱动机制,并构建驱动因子与SUHI的关系模型;结合IPCC提出的共享社会经济路径(SSPs)来预测不同情景下的人类活动强度,并模拟2020—2100年的SUHI。结果表明:2012—2018年市域尺度上,年均SUHI空间分布呈现出南方整体高于北方,东南沿海最强、西北地区最弱的特征,且具有明显的正向空间自相关性,2012—2018年间SUHI有略微的增强(均值增幅达0.08℃)。SUHI受人为因素与自然因素共同影响,其中GDP及城乡植被差异(ΔNDVI)对SUHI影响显著。2020—2100年5种SSPs情景下中国大部分城市的SUHI显著增强,其中SSP5情景下SUHI变化最剧烈(均值增幅达0.67℃)。此外,大体量城市未来的SUHI在不同发展情景下差异明显。从驱动因素来看,大多数城市的GDP是SUHI增长的主要人为驱动因素。对典型城市的对比分析发现,在21世纪末上海城市群、天津市、乌鲁木齐市及南宁市的SUHI波动范围可能分别达到4.83~8.98℃、3.24~4.95℃、1.11~1.55℃、2.61~4.05℃。研究结果揭示了不同社会经济发展路径下SUHI可能的时空变化趋势,对实现城市生态环境的健康发展具有重要意义。