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        綜述:如何識別城市熱島效應(yīng)的不平等現(xiàn)象?關(guān)于測量尺度、指標(biāo)、形成機(jī)制及未來研究方向的系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述

        《Sustainable Cities and Society》:How to Identify Urban Heat Inequity? A Systematic Literature Review of Scales, Indicators, Pathways, and Future Directions

        【字體: 時(shí)間:2026年01月09日 來源:Sustainable Cities and Society 12

        編輯推薦:

          城市熱不平等研究方法與指標(biāo)體系綜述:通過系統(tǒng)分析114項(xiàng)全球?qū)嵶C研究,揭示熱環(huán)境指標(biāo)、社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及四大分析路徑(直觀比較、回歸模型、公平指數(shù)、指標(biāo)排名)的分類框架與共現(xiàn)規(guī)律,指出熱帶低收入地區(qū)及微觀尺度研究不足、指標(biāo)碎片化及單一方法依賴三大局限。

          
        林月|曾慧
        北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院,中國深圳市南山區(qū)麗水路2199號,518055

        摘要

        城市極端高溫對人類健康、福祉和可持續(xù)城市發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響,對欠發(fā)達(dá)地區(qū)和弱勢群體的影響尤為嚴(yán)重。因此,城市熱不平等已成為氣候正義研究的核心問題。本研究系統(tǒng)地回顧了114項(xiàng)全球?qū)嵶C研究中使用的指標(biāo)和方法論方法,通過文獻(xiàn)計(jì)量分析繪制了其發(fā)展脈絡(luò),并將方法論框架分為三個(gè)部分進(jìn)行深入探討:熱指標(biāo)、社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和分析路徑。研究綜合比較了這些研究的共性和差異,得出以下主要發(fā)現(xiàn):1)從地理和規(guī)模上看,關(guān)于熱帶低收入地區(qū)的研究嚴(yán)重不足,微觀尺度研究也相對缺乏;2)熱指標(biāo)種類繁多且分散,可分為五類:熱環(huán)境指標(biāo)、熱效應(yīng)指標(biāo)、熱適應(yīng)指標(biāo)、熱暴露指標(biāo)和綜合熱指數(shù);3)社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受數(shù)據(jù)可用性和當(dāng)?shù)乇尘坝绊,共有十種類型,其中收入、年齡和種族是最常見的指標(biāo),在社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)核心位置;4)確定了四種核心分析路徑——直觀比較、回歸分析、公平性指數(shù)和指標(biāo)排名,每種路徑在檢測熱不平等方面各有側(cè)重。作為首項(xiàng)專注于熱不平等研究方法論和指標(biāo)體系的綜述,本研究闡明了當(dāng)前的方法論方法和指標(biāo)特征,指出了地理和規(guī)模不平衡、指標(biāo)分散以及過度依賴單一分析路徑等局限性,并為未來的研究提供了案例選擇、指標(biāo)體系構(gòu)建和方法論設(shè)計(jì)方面的指導(dǎo)。

        引言

        氣候變化對人類發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),全球變暖加速導(dǎo)致熱浪災(zāi)害頻發(fā)且沒有緩解跡象(Coffel等人,2018;Perkins-Kirkpatrick & Lewis,2020;Skinner等人,2025)。根據(jù)《2024年全球氣候狀況報(bào)告》,2024年是有記錄以來最溫暖的一年,全球平均近地表溫度比工業(yè)化前基線高出1.55°C ± 0.13°C,過去十年的每年都位列最溫暖年份之列(世界氣象組織(WMO),2024)。
        城市高溫對人類健康、生活質(zhì)量及城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。據(jù)估計(jì),全球每年約有49萬人因此死亡,占總死亡人數(shù)的0.91%,且因高溫導(dǎo)致的死亡人數(shù)正在上升(Zhao等人,2021)。高溫還會加劇心血管和呼吸系統(tǒng)疾病,影響心理健康,并導(dǎo)致海平面上升和極端天氣事件(Nieuwenhuijsen,2024;Romanello等人,2024)。大量研究表明,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū)或社會經(jīng)濟(jì)地位較低的人群受熱影響更為嚴(yán)重(Agarwal等人,2024;M. Chen等人,2023;Grant等人,2025;M. Li, Meng等人,2025;Liao等人,2025;Mitchell & Chakraborty,2015;Y. Wu等人,2025;Yang等人,2025;H. Zhang等人,2023)。這種現(xiàn)象被稱為熱不平等(F. Li等人,2024;Marcińczak等人,2025;Mitchell & Chakraborty,2015),逐漸成為氣候正義和環(huán)境正義研究的核心議題。
        關(guān)于熱不平等的研究涉及多個(gè)學(xué)科,關(guān)鍵貢獻(xiàn)來自環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)(Benmarhnia等人,2016;Clark等人,2024;Conte Keivabu等人,2024;Marcińczak等人,2025;H. Wu等人,2024)、公共衛(wèi)生(Delaney等人,2025;Khatana等人,2023;Quilty等人,2023;Xu等人,2020)、工程和技術(shù)(Bi等人,2023;M. Chen等人,2023;J. Lee等人,2024;Paneru等人,2024)、地球科學(xué)(Alizadeh等人,2022;Sengupta等人,2024;B. Zhang等人,2024)、經(jīng)濟(jì)學(xué)(Mohammad & Weng,2025;X. Zhang等人,2024)等領(lǐng)域,以及高影響力期刊的綜合研究(Callahan & Mankin,2022;Hsu等人,2021;H. Zhang等人,2023)。跨學(xué)科的視角和方法論為熱不平等研究提供了多樣化的方法和途徑。
        在環(huán)境和地理科學(xué)領(lǐng)域,常見的方法包括利用氣象或遙感數(shù)據(jù)開發(fā)熱指標(biāo),并應(yīng)用地圖疊加和空間回歸等空間分析方法,比較不同社會經(jīng)濟(jì)群體或地區(qū)的熱風(fēng)險(xiǎn)(Alizadeh等人,2022;Clark等人,2024;Grineski等人,2012;Marcińczak等人,2025;Olsen等人,2025)。另一種方法是構(gòu)建綜合熱相關(guān)指數(shù),用于歷史或未來情景下比較不同發(fā)展水平地區(qū)的熱影響(Alizadeh等人,2022;Sengupta等人,2024;Y. Wang, Zhao, Wu等人,2023)。此外,近期研究還開發(fā)了熱脆弱性指數(shù)(HVI)和熱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(HRI),這些指數(shù)整合了氣候、人口和城市環(huán)境指標(biāo),并運(yùn)用主成分分析(PCA)、因子提取和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法來識別熱不平等的關(guān)鍵驅(qū)動因素(Amoatey等人,2025;Dong等人,2020;Kohon等人,2024)。
        在公共衛(wèi)生研究中,使用廣義線性模型(GLMs)和分布式滯后非線性模型(DLNMs)等方法估計(jì)溫度與健康之間的關(guān)聯(lián)。隨后通過回歸分析(Ellena, Ballester等人,2020;W. Lee等人,2021;Zhao等人,2024)或視覺比較(Clark等人,2024;Jano?等人,2024;O’Lenick等人,2025)等方法,分析不同社會經(jīng)濟(jì)階層之間的差異。
        工程和技術(shù)研究常運(yùn)用定量模型探討城市特征(如住房屬性(Paneru等人,2024)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施分布(Kim等人,2024;Raj等人,2025)和土地利用或局部氣候區(qū)類型(Palanisamy等人,2024)如何影響熱不平等。此外,熱相關(guān)基尼系數(shù)也被用于量化多個(gè)學(xué)科中的熱負(fù)擔(dān)分布(Koman等人,2019;F. Li等人,2024;Mashhoodi & Kasraian,2024;Y. Wang, Zhao, Wu等人,2023;H. Wu等人,2024;X. Zhang等人,2024)。
        由于學(xué)科視角、方法論創(chuàng)新或案例研究特點(diǎn)的不同,熱不平等研究的學(xué)科邊界逐漸模糊。然而,現(xiàn)有的熱不平等綜述主要集中在識別弱勢群體或解釋潛在驅(qū)動因素上,缺乏系統(tǒng)的方法論方法綜合。Gronlund(2014)關(guān)注熱脆弱性指標(biāo)及其背后的機(jī)制,探討了社會、行為和技術(shù)因素對差異的影響。Ellena, Breil等人(2020)綜合了溫度與健康的關(guān)系,研究了脆弱因素如何與熱危害和城市環(huán)境參數(shù)相互作用影響健康結(jié)果。Slesinski等人(2025)系統(tǒng)地分析了社會經(jīng)濟(jì)劣勢如何影響脆弱人群的熱暴露和適應(yīng)能力。
        鑒于熱不平等研究的日益增長以及對其路徑和方法論綜述的不足,本研究旨在綜合常用的指標(biāo)體系以表征熱風(fēng)險(xiǎn)和社會經(jīng)濟(jì)屬性,并闡明核心路徑和方法論。本研究的基本過程和目標(biāo)如下:首先,通過分析時(shí)間趨勢、關(guān)鍵詞集群的演變以及案例研究的地理分布來探討熱不平等研究的發(fā)展;其次,建立熱指標(biāo)和社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分類框架,分析它們的共現(xiàn)模式;進(jìn)一步系統(tǒng)地分類主要路徑,明確其具體方法、優(yōu)勢和局限性。通過這種結(jié)構(gòu)化的綜合,本研究為后續(xù)熱不平等研究提供了選擇合適方法論和指標(biāo)的參考依據(jù),并為未來的方法論發(fā)展指明了方向。

        文獻(xiàn)選取

        本研究根據(jù)《系統(tǒng)評價(jià)和薈萃分析的優(yōu)先報(bào)告項(xiàng)目》(PRISMA)(Moher等人,2009)標(biāo)準(zhǔn),對全球熱不平等研究進(jìn)行了收集、篩選和分析。檢索工作在ISI Web of Science數(shù)據(jù)庫(https://www.webofscience.com)中進(jìn)行,該數(shù)據(jù)庫被廣泛使用且具有權(quán)威性,檢索時(shí)結(jié)合了“城市熱暴露”和“社會公平”兩個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。

        發(fā)表趨勢和關(guān)鍵期刊

        圖3展示了所研究論文的發(fā)表時(shí)間線和關(guān)鍵期刊。早在21世紀(jì)之前,就有研究關(guān)注特定亞群體對熱浪的脆弱性(Schuman,1972;Schuman等人,1964)。該領(lǐng)域自2006年起顯著發(fā)展,開始正式建模熱暴露、社會經(jīng)濟(jì)因素與健康結(jié)果之間的關(guān)系(Borrell等人,2006;Harlan等人,2006)。此后發(fā)表數(shù)量逐漸增加,2022年達(dá)到了一個(gè)高峰。

        熱指標(biāo)

        在114項(xiàng)研究中共提取了202個(gè)熱指標(biāo),這些指標(biāo)用于與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)合評估熱不平等?傮w而言,熱指標(biāo)種類繁多且使用分散。在202個(gè)指標(biāo)中,只有26個(gè)被多次使用,其余176個(gè)均為獨(dú)特指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)都有明確的定義或計(jì)算方法。根據(jù)關(guān)注領(lǐng)域,這些熱指標(biāo)可分為五類:

        社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)類別

        用于描述114項(xiàng)研究中區(qū)域或人群社會經(jīng)濟(jì)屬性差異的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可分為10類,按出現(xiàn)頻率排序:收入、年齡、種族、教育水平、生活條件、社會隔離程度、性別、健康狀況、就業(yè)情況和職業(yè)。各類別的代表性連續(xù)型社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列于表2中。
        收入和種族是熱不平等研究中引用頻率最高的類別

        熱不平等研究中的路徑和方法

        在114項(xiàng)研究中,分析熱與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間關(guān)系的路徑和方法可分為四類。第一類是直觀比較,利用基本統(tǒng)計(jì)和空間方法快速識別承受不成比例熱負(fù)擔(dān)的群體;第二類是回歸分析,通過回歸模型量化關(guān)聯(lián);第三類是公平性指數(shù),使用基尼系數(shù)等工具揭示熱負(fù)擔(dān)分布的不均衡性

        區(qū)域和規(guī)模覆蓋的不平衡及針對性擴(kuò)展

        當(dāng)前研究在區(qū)域和規(guī)模上存在顯著不平衡,無法滿足全球熱不平等治理的需求。在區(qū)域偏見方面,超過三分之二的研究集中在美國、西歐、中國和澳大利亞。相比之下,針對熱帶低收入地區(qū)的研究嚴(yán)重不足——這些地區(qū)面臨更炎熱的條件和更大的熱不平等問題(Alizadeh等人,2022;Ban等人,2022;Callahan & Mankin,2022;Herold等人,2017;M.

        結(jié)論

        本研究系統(tǒng)地綜合了熱不平等研究的方法論和指標(biāo)體系,整合了114項(xiàng)全球?qū)嵶C研究的成果。通過將這些結(jié)果組織成包含熱指標(biāo)、社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、路徑和方法的分析框架,我們確定了五類熱指標(biāo)和十類社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的核心構(gòu)成和關(guān)聯(lián)模式。同時(shí),我們也明確了代表性方法及其優(yōu)勢。

        未引用的參考文獻(xiàn)

        Gabbe, Mallen和Varni,2023

        CRediT作者貢獻(xiàn)聲明

        林月:撰寫——審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、驗(yàn)證、軟件使用、資源管理、項(xiàng)目協(xié)調(diào)、方法論設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理、概念構(gòu)建。曾慧:撰寫——審稿與編輯、監(jiān)督、項(xiàng)目協(xié)調(diào)。

        利益沖突聲明

        作者聲明沒有已知的財(cái)務(wù)利益沖突或個(gè)人關(guān)系可能影響本文的研究結(jié)果。
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