全球氣候系統正在經歷前所未有的變化[1]，其主要驅動因素是人類活動導致的溫室氣體（如二氧化碳和甲烷）的過度排放，這加劇了溫室效應[2]。氣候變化的一個顯著影響是溫度的顯著上升，這對大氣環流在空間和時間上產生了明顯的影響[3,4]，從而加劇了熱浪、洪水和干旱等極端天氣事件的頻率[5,6]。研究表明，城市地區占全球溫室氣體排放量的67-72%[7]，導致城市空氣溫度顯著上升。除了城市過熱之外，另一個重要影響是空氣污染的加劇[8]。這種現象由多種因素引起。一方面，在氣候變化的情況下，城市的能源需求正在增長（例如建筑冷卻需求）[9]，而仍然主要依賴化石燃料的能源結構會導致更多污染物的排放[10]。另一方面，高溫可能會改變大氣的物理化學條件，加速污染物的轉化或生成（例如PM_2.5），從而導致其總體濃度增加[11,12]。至關重要的是，持續暴露在高溫和高污染水平下會大大增加城市居民患心血管疾病、中暑等的風險[13,14]。因此，在氣候變化的背景下，迫切需要解決城市熱污染問題[15]。

熱源和污染源（如建筑物和交通工具）的密集重疊是城市熱污染問題的核心驅動因素[16,17]。道路是這一問題的核心部分[18]。周圍的建筑物和鋪砌的表面吸收太陽輻射，成為持續的熱源[19,20]。行駛中的車輛也會從發動機中釋放熱量[21]，并在運行過程中排放PM_2.5、NOx和SO₂等污染物[22,23]，形成移動的熱源和污染源。此外，周圍的建筑物會阻擋氣流[24]，使熱量和污染物在道路附近積聚。這些因素共同加劇了城市的熱量和污染[25]，使道路成為這一耦合問題的關鍵熱點。

基于自然的解決方案，如路邊景觀，是有效降低高溫和空氣污染的方法[26,27]。這些解決方案主要涉及藍色和綠色基礎設施。對于降溫，植被（樹木、灌木等）通過提供遮蔭和蒸騰作用來降低熱量[9,28]，而水體通過蒸發來冷卻空氣[29]。對于凈化空氣，植物通過表面吸附和沉積捕獲PM_2.5[30]。水體還有助于降低溫度，促使顆粒物沉淀[31]。Lou等人指出，水體附近的涼爽濕潤條件有助于顆粒物的沉積，并抑制顆粒物前體的二次形成[32]。鑒于這些好處，特別是結合植物和水體的混合路邊景觀，正受到關注，以應對城市環境挑戰。

以往的研究已經考察了各種藍色和綠色景觀的配置設計。對于綠化配置，Bao等人證明城市路邊植物能有效減少空氣中的超細顆粒物，起到天然凈化器的作用[33]。Gustafsson等人研究了樹種和排列模式對氣流和污染去除的影響[34]。He等人探討了樹的高度、樹干高度和樹冠寬度如何影響道路附近的PM_2.5擴散[35]。Wang等人發現，適應當地環境的多層樹木布局可以有效減少人行道上的顆粒物濃度[36]。除了污染物的去除，Tan等人還展示了路邊植被在城市環境中的降溫效果[37]。一些研究提出了路邊樹木的降溫措施[38]，例如增加樹木密度和減少草地覆蓋[39]。對于水體配置，Shi等人報告說，城市水體在白天可以將街道溫度降低1-3°C[40]。Tominaga等人模擬了城市水體的蒸發冷卻過程，證明水表面在微觀尺度上的最大溫度降低約為2°C[29]。Qiao等人指出，改變水體形狀可以有效擴大其冷卻面積[41]。然而，研究表明，城市水體容易受到細顆粒物和其他污染物的污染[42]。

盡管取得了這些進展和見解，但仍存在重要的研究空白。首先，許多研究只關注單一元素（例如只有樹木、灌木或只有水體）或單一目標（僅僅降溫或僅僅去除污染）。解決熱污染耦合問題需要綜合性的解決方案。其次，盡管已經測試了一些組合，但混合藍色-綠色元素（例如樹木與灌木和水體）的協同效應和最佳空間排列仍然沒有得到很好的測量或理解。這一點至關重要，因為元素之間的相互作用可能會產生大于它們各自效果的總和的協同效應。第三，目前過度依賴孤立優化，而不是采用系統方法來綜合調節熱量和污染，限制了整體城市景觀設計的實際應用性。因此，本研究利用廣州的一條主要道路來探索如何通過協同優化路邊藍色-綠色景觀配置來共同減少熱量和污染。本文提出了一種基于自然的設計策略，用于綜合控制和減少熱量和污染。這項工作的動機是對城市熱污染環境挑戰采取綜合方法的需求。它為路邊景觀設計提供了可操作的指導，并有助于填補關于藍色-綠色配置在同時減少熱量和污染方面的定量知識空白，支持更加具有氣候韌性的城市發展。

本節研究了不同路邊景觀配置對風速的影響。圖4顯示了在不同場景下，行人高度（Z = 1.5米）處的風速分布，其中來風垂直于道路。在沒有景觀的場景中，由于建筑物和車輛的影響，道路附近的風速達到了2.0 – 4.0米/秒。道路中心和建筑物之間的風速較高（約4米/秒），而受遮擋的區域風速接近零。

本研究調查了不同城市路邊景觀配置（灌木、樹木和水體）對風速、空氣溫度和PM_2.5的綜合影響。結果表明，這些配置顯著影響了道路和社區區域內的風速、空氣溫度和PM_2.5濃度的空間分布。St的最佳性能源于不同垂直方向上相互關聯的物理過程的協同作用

本研究利用CFD模擬評估了典型城市干道沿線不同路邊景觀配置的協同熱污染緩解效果。直接從我們的定量模擬中得出的關鍵發現為城市景觀設計提供了可操作的見解，如下：

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灌木-樹木組合（St）被確定為同時緩解熱量和污染的最佳策略。這種配置實現了最高的

常曦：撰寫 – 審稿與編輯，撰寫 – 原稿，可視化，軟件，方法論，數據分析，概念化。陳仁：撰寫 – 審稿與編輯，撰寫 – 原稿，可視化，監督，軟件，方法論，數據分析。史海佳：撰寫 – 審稿與編輯，監督，項目管理，調查。王俊琦：撰寫 – 審稿與編輯，項目管理，調查。曹世杰：撰寫 – 審稿與編輯，