引言
随着全球变暖加剧，城市热岛（UHI）效应已成为一个主要的环境问题（Tuholske等，2021年）。在夏季高温和极端天气期间，UHI与热浪的叠加可能引发城市热健康危机，威胁到可持续发展和公共安全（Heaviside等，2017年）。为此，城市管理者和研究人员探索了多种UHI缓解策略，如扩大城市绿化、优化空间布局、使用高反照率或透水材料以及增强遮阳资源（Sailor，2011年；Wong等，2021年）。其中，遮阳是一种关键的干预措施，能够直接减少太阳辐射、调节地表和空气温度，从而改善室外热环境并降低热暴露风险（联合国环境规划署，2021年；吴某等，2024年）。城市遮阳主要包括建筑遮阳和树木遮阳，这两种方式最为普遍且有效（Park等，2021年）。实证研究表明，遮阳可使地表温度平均降低5-7°C，在极端条件下甚至可降低11.3°C（Armson等，2012年；Park等，2023年）。因此，优化遮阳资源的空间配置是缓解UHI和提升城市微气候适应性的关键。
局部气候区（LCZ）框架是分析遮阳效果和城市热岛（UHI）模式空间差异的有效工具。LCZ系统（Stewart & Oke，2012年）根据地表覆盖、建筑形态、物理特性和人类活动将城市和农村景观分为17类，包括10个建成区和7个自然区。中国研究人员进一步将该系统细化为10个主要类别，以适应当地城市特征（Cai等，2022年）。实证研究表明，不同LCZ之间的地表温度存在显著差异（Liu等，2025年；Parvar等，2024年；严某等，2024年），空间配置决定了不同的遮阳和降温模式。通过LCZ分类区分不同的遮阳类型和效果对于阐明城市热环境的空间异质性至关重要。
目前，关于建筑遮阳和树木遮阳的相对降温效果尚无共识。一些研究认为建筑遮阳在降低地表温度方面更有效，而另一些研究则强调树木遮阳的降温效果更佳。此外，还有研究表明建筑遮阳和树木遮阳之间可能存在协同或竞争作用（Gu & Zhang，2025年；Jiao等，2021年；Park等，2021年、2023年；Upreti等，2017年；余某等，2020a年）。然而，大多数现有研究主要关注微观或社区尺度的物理模拟，对城市尺度上多种遮阳类型的广泛空间模式和相互作用关注不足。为了量化遮阳效果，人们广泛采用了直接和间接阴影指数。直接指数（如建筑阴影比率和阴影持续时间）可以捕捉遮阳的空间和时间范围（Lung，2018年；Xu等，2025年），而间接指数（如天空视野因子（SVF）及其衍生指标）通过测量天空遮挡程度来评估遮阳潜力（Gong等，2018年；Kim等，2022年；Oke，1981年；严某等，2022年）。近年来，一些研究考虑了阴影斑块的空间配置和形态特征，指出阴影的连通性、聚集度和重叠程度对降温性能有显著影响（吴某等，2025年；余某等，2020a年；赵某等，2018年）。然而，现有指数往往无法完全反映城市阴影的结构复杂性和动态相互作用，反映城市遮阳复杂模式的综合多维指数仍不完善。同时，城市热暴露及其对公共健康的影响越来越受到关注。大量研究表明，热暴露风险与绿地可及性、社会经济地位和人口脆弱性密切相关，边缘化群体通常面临更高风险（Ge等，2024年；黄等，2025年；吴某等，2023年）。最新研究进一步指出，遮阳资源的空间配置和持续时间是缓解热暴露和调节城市微气候的关键因素（Deng等，2023年；邱等，2025年；钟等，2025年）。然而，关于建筑和树木不同类型遮阳的空间分布不均及其与弱势群体热暴露模式关系的系统性和定量研究仍较为缺乏。为此，本研究不仅分析了城市遮阳的物理降温机制，还探讨了降温潜力的社会实现：谁真正受益于遮阳，以及哪些弱势群体仍暴露在高温环境中。为此，本研究构建了一个基于人口权重的阴影暴露指数（SEI），并将其与累积遮阳指标相结合，将阴影-地表温度机制转化为以公平为导向的规划思路。
基于这些目标，本研究提出了一个城市尺度的分析框架，用于量化遮阳效果的协同作用和空间结构。具体而言，我们回答了以下三个科学问题：（1）在不同土地覆盖类型、季节和LCZ中，建筑遮阳和树木遮阳的降温效果及其协同作用存在哪些空间和季节性变化？（2）多维阴影形态指标如何响应降温效果，包括它们的阈值和非线性特征？（3）不同社会经济群体在阴影暴露和热风险方面存在哪些空间差异和不平等？
研究片段
关于建筑遮阳和树木遮阳的降温效果研究
众多研究从多个角度系统评估了建筑遮阳和树木遮阳的降温效果，包括季节性和昼夜变化、城市功能区、气候条件以及建筑和植被的形态特征（Alavipanah等，2018年；Jiao等，2021年；Morakinyo等，2017年；Sabrin等，2021年）。一些研究表明建筑遮阳在降低地表温度方面更有效，而另一些研究则认为树木遮阳
方法论
为解决前一节提到的研究空白和问题，本研究开发了一个全面的方法论框架。图1展示了包含四个步骤分析的整个研究设计流程。首先，通过整合多源遥感数据和遮阳模拟方法，本研究获取了所有四个季节的城市阴影指数、地表温度（LST）、LCZ和土地覆盖数据。其次，采用描述性统计分析
土地覆盖尺度（10米）分析：遮阳持续时间的季节性变化
如补充表S5所示，整个期间没有任何遮阳的像素比例在春季最高（14.10%），而在冬季最低（7.21%）。相反，整个期间持续有遮阳的像素比例在秋季最高（52.74%），在春季最低（47.30%）。如图5所示，遮阳持续时间与所有季节的降温效果呈正相关，LST的降低率也相当。在遮阳时间为零的情况下，夏季的地表温度达到峰值（35.34°C）
遮阳类型与地表温度（LST）的关系
先前的研究表明，较长的遮阳持续时间可以降低地表温度（Park等，2023年；孙某等，2024年）。我们的结果进一步证实了这一点，并发现秋季的遮阳降温效果最强（0.55°C/小时），夏季较弱（0.38°C/小时），这可能是由于秋季太阳高度角较低和大气辐射较弱所致。在不同土地覆盖类型中，遮阳在建成区最为有效，尤其是在秋季和夏季（0.59°C/小时和0.42°C/小时），这表明在以
结论
以香港为例，本研究探讨了建筑遮阳和树木遮阳如何在城市尺度上调节地表温度（LST）。通过从城市阴影的物理量化到对其降温效果的机制理解，再到评估阴影和热暴露的社会公平性，本研究提供了一个分析城市热环境的全面视角。研究表明，不同的遮阳类型、空间配置
未引用的参考文献
李某等，2025年；孙某等，2013年；王某等，2024年；王某等，2024年；吴某等，2025年
CRediT作者贡献声明
谢宇辰：撰写——初稿、方法论、正式分析、数据整理。陈斌：撰写——审稿与编辑、监督、方法论、调查、资金获取、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了香港研究资助委员会战略课题资助（STG2/P-705/24-R）和合作研究基金（C2002-22Y），以及香港大学HKU-100学者基金和基础研究种子基金的支持。
