城市生态系统对人类活动变化的响应：来自纽约市在COVID-19疫情之前、期间和之后的多年证据

本研究利用卫星影像和地面空气质量数据，分析了纽约市2020年疫情封锁及2021-2024年疫情后的城市生态系统响应。发现PM2.5、NO2及地表温度显著下降，植被响应异质，长期温度变化与植被及反照率动态相关，强调可持续生态投资的重要性。

　　

摘要

COVID-19大流行扰乱了全球的公共卫生和经济，但同时也提供了一个难得的机会来研究生态系统在人类活动减少时的反应。本研究利用卫星图像和地面空气质量数据，调查了纽约市在疫情前（2015-2019年）、封锁期间（2020年）和疫情后（2021-2024年）的城市生态系统。在2020年的封锁期间，PM_2.5浓度下降了近50%（从6.4微克/立方米降至3.3微克/立方米），NO₂浓度下降了三分之一，地表温度降低了5摄氏度以上。植被的反应呈现出多样性：森林的归一化植被指数显著上升（从0.71升至0.75，t检验p值<0.001），而依赖维护的区域（如高尔夫球场和墓地）则出现了下降，但在城市重新开放后有所恢复。Freshkills公园（一个曾经的垃圾填埋场）在维护暂停期间绿化程度降低，但在恢复维护后绿化程度显著超过基线水平，这突显了长期生态投资的重要性。在疫情后的几年里，地表温度（LST）比疫情前低0.5-1.3摄氏度，这可能是由于通勤减少、远程工作增加以及能源需求下降所致。统计和机器学习分析表明，与短期下降相比，长期的地表温度变化更好地可以通过植被和反照率的变化来解释。这些发现表明，虽然减少出行带来的空气质量改善是暂时的，但像太阳能利用、绿色屋顶和生态恢复这样的持续投资能够带来更持久的效益。通过整合多年多来源的数据，本研究确定了关键机制和韧性策略，以支持未来面对干扰时的适应性城市生态系统设计。