東北地理所在npj Urban Sustainability發(fā)文揭示城郊農(nóng)業(yè)緩解城市熱島的關(guān)鍵機(jī)制
隨著城市化加速，城市熱島效應(yīng)已成為全球性環(huán)境問題。城市綠地規(guī)劃是緩解熱島的常用手段，但往往受限于其內(nèi)部日益緊張的空間格局。因此，拓展城市邊界外的降溫潛力成為應(yīng)對氣候變化的全新視角。其中直接受人類活動影響的城郊農(nóng)業(yè)，因其毗鄰城市的區(qū)位優(yōu)勢，成為熱島緩解研究的核心焦點。
針對“城郊農(nóng)業(yè)如何通過管理調(diào)控影響城市熱島”這一關(guān)鍵科學(xué)問題，生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與模擬研究團(tuán)隊集成2003-2018 年長時間序列衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)與陸氣耦合模型（WRF-UCM），開展了跨中國290個主要城市的宏觀分析與長春城市的精細(xì)化模擬。研究通過葉面積指數(shù)（LAI）表征城郊農(nóng)業(yè)管理強(qiáng)度，創(chuàng)新性地分離了農(nóng)業(yè)管理與氣候變化對植被動態(tài)的影響，并利用有效轉(zhuǎn)移熵量化了二者的相互作用強(qiáng)度。
研究發(fā)現(xiàn)，城郊農(nóng)業(yè)管理模式隨城市化壓力呈現(xiàn)顯著分化，城市邊界10km范圍內(nèi)的城郊農(nóng)業(yè)受邊際化影響，而16km以外則以集約化管理為主。長春市情景模擬進(jìn)一步揭示核心機(jī)制：城郊農(nóng)業(yè)集約化可使城市核心區(qū)平均降溫0.07-0.16℃，降溫貢獻(xiàn)率達(dá)16%-64%，此調(diào)節(jié)過程主要由對流效率提升驅(qū)動，且通過人為熱與土壤熱的正反饋循環(huán)進(jìn)一步放大；而外圍城郊農(nóng)業(yè)邊際化則會加劇城市核心區(qū)的熱環(huán)境惡化（圖1）。
圖1 城郊農(nóng)業(yè)對城市熱島效應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制
該研究首次量化了城郊農(nóng)業(yè)對城市熱島的非局部冷卻效應(yīng)，打破了傳統(tǒng)“城市內(nèi)部治理”的思維定式。研究明確了城郊農(nóng)業(yè)集約化管理的降溫潛力，為城市與周邊區(qū)域協(xié)同規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。未來通過優(yōu)化城郊農(nóng)業(yè)布局，尤其是強(qiáng)化城市10km范圍內(nèi)的農(nóng)田管理，可在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，為城市降溫提供低成本、可持續(xù)的解決方案。
研究成果近期在線發(fā)表于Nature系列期刊npj Urban Sustainability。該研究由東北地理所閆卓冉特別研究助理、于靈雪副研究員（通訊作者）、李玄博士研究生、卜坤高級工程師、劉煥軍研究員，聯(lián)合東北大學(xué)李文博副教授共同完成。研究得到國家重點研發(fā)計劃（2024YFD1501600）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項（XDA28080503）、國家自然科學(xué)基金（42071025）等項目資助。
論文信息：Zhuoran Yan, Wenbo Li, Lingxue Yu, Xuan Li, Kun Bu & Huanjun Liu. Intensification or marginalization: peri-urban agriculture for mitigating urban heat island effects in summer. npj Urban Sustainability (2026) 6:19. https://doi.org/10.1038/s42949-025-00314-9
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s42949-025-00314-9
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