城市已成為全球人類居住的主要中心，預計到2050年將容納全球68.4%的人口（Nations, 2018）。快速的城市化導致大面積自然和半自然植被被不透水表面所取代（Grimm等人，2008），這通過調節地表能量平衡顯著改變了局部和區域氣候過程（Oke, 1982）。城市熱島（UHI）現象是城市化對氣候影響的最典型表現。城市熱島效應引起的變暖增加了極端高溫事件的頻率（Chapman等人，2017）、居民面臨的熱應激風險（Ebi等人，2021）以及能源消耗（Teng等人，2022；Meggers等人，2016）。植被提供的蒸散作用和遮蔭效應可以顯著降低地表溫度，被廣泛認為是解決城市熱問題的重要基于自然的解決方案（Cheung和Jim，2019）。因此，全面了解和評估植被綠化在調節城市熱環境方面的潛力及其作用機制對于提高城市氣候韌性及推動可持續發展至關重要。

在此背景下，人們廣泛研究了多種改善城市熱環境的緩解和適應措施，包括增加植被覆蓋、改變地表熱屬性以及增強藍綠基礎設施（Xu等人，2024；Zheng等人，2026）。人類活動主要通過改變城市地區的地表屬性來影響地表溫度，其中變化最明顯的是建成區和城市綠地（Dou和Kuang，2020）。建成區的擴張顯著增加了城市不透水表面，通過增強地表熱量吸收和儲存加劇了城市變暖（Chakraborty和Qian，2024；Ge等人，2024），而持續的植被綠化可以增強植被的降溫效果，從而緩解城市熱（Wang等人，2023）。這兩者之間的動態平衡通過重塑城市空間格局和植被分布，顯著影響了區域陸地-大氣能量交換過程（Shen等人，2023）。不同類型的植被由于冠層結構和形態的差異，在緩解城市熱方面表現出不同的效果（Kovács等人，2024；Vinod等人，2023）。樹木通常比灌木和草本植物具有更強的降溫能力，這歸功于它們密集寬闊的冠層所提供的遮蔭和蒸散作用（Huang和He，2025）。不同樹種之間的葉片結構和生理特性差異也導致其降溫潛力存在顯著差異（Jia等人，2025）。例如，闊葉林和混交林由于冠層結構和分布的差異，比針葉林具有更強的降溫效果（Lv等人，2025）。研究表明，樹木在緩解城市熱方面具有更強的降溫效果，其降溫影響大約是草本植被的2-4倍（Schwaab等人，2021）。此外，由于城市氣候條件和環境特征的異質性，植被的降溫效應表現出復雜非線性響應模式，并在不同城市之間存在顯著差異（Bai等人，2024；Cuthbert等人，2022）。

盡管先前的研究強調了城市植被在緩解熱效應方面的有效性，但其生長和調節功能受到城市環境快速變化的制約（Zheng等人，2023；Cai等人，2019）。在城市環境中，植被降溫和城市變暖過程往往同時發生，并共同影響城市熱環境（Peng等人，2024），這使得通過單一效應分析難以全面理解它們的整體影響。然而，現有研究主要集中在不透水表面吸收和保留熱量的影響或城市綠地變化對局部氣候的影響上，通常強調單一效應或特定城市案例研究（Ju等人，2023；Cao等人，2022），并且在定量分析城市化引起的地表變暖與植被綠化帶來的降溫效應之間的時空動態方面存在局限性。此外，使用不同模型、數據源和空間尺度的研究往往得出不同的甚至矛盾的結果（G. Y. Li等人，2025；Luo等人，2024），這削弱了城市之間的可比性，難以揭示普遍規律。由于植被生物物理過程的復雜性（Duveiller等人，2018；Xue等人，2010），在不斷變化的城市環境中量化城市綠化趨勢對城市變暖的緩解效果仍然具有挑戰性。中國擁有世界六分之一的人口，是城市化進程最快、極端熱事件影響最嚴重的地區之一，尤其是在人口密集的大城市（Ren等人，2017；Sun等人，2016）。為了緩解持續的氣候變暖并減少人類暴露于極端高溫的風險，中國近年來實施了多項生態恢復項目和可持續土地管理政策（Fu等人，2023；Zhang等人，2024）。遙感觀測證實，大多數亞洲城市，尤其是中國，普遍出現了綠化趨勢（Zheng等人，2024；Piao等人，2020），這有效緩解了城市地表溫度的上升（Liu等人，2022）。然而，關于植被降溫是否能在城市化驅動的變暖過程中發揮足夠的調節作用仍存在很大不確定性。特別是在不同氣候區和城市環境背景下，快速擴張的不透水表面與持續綠化之間的相互作用及其對局部熱環境的綜合影響仍不夠清楚。因此，需要采用一致的方法論，在時間和空間尺度上進行比較研究，以全面了解城市綠化的降溫潛力及其對城市變暖的貢獻。

本研究聚焦中國310個城市，探討以下關鍵問題：（1）城市植被的降溫效應能在多大程度上緩解城市化引起的地表變暖？（2）快速擴張的不透水表面與持續植被綠化之間的相互作用如何影響局部城市熱環境？深入探討這些問題有助于我們更好地理解城市植被與氣候之間的反饋關系，從而促進更全面和有效的城市氣候緩解和適應策略的制定。