解析城市降温的动态机制：对亚特兰大地区分配公平性的时空评估

《Urban Forestry & Urban Greening》：Unpacking the Dynamics of Urban Cooling: A Spatio-Temporal Assessment of Distributive Equity in Atlanta

　　郑明旭
俄亥俄州立大学诺尔顿建筑、城市与区域规划学院，哥伦布，OH 43210，美国

**摘要**
尽管有针对性的绿化干预措施被广泛认为是一种缓解社会热差异的策略，但如果其局部效益分配不公，这些措施有可能加剧气候不公正。当前的环境正义文献通常依赖于宏观层面的分析来探讨实现分配公平的途径。然而，这些宏观视角隐含地假设了居住区的稳定性，忽视了绿地悖论在微观层面的动态，掩盖了局部降温效益与社会人口统计变化在同一城市结构中的交集。为了填补这一空白，本研究探讨了佐治亚州亚特兰大市在城市绿化方面的分配公平性，分析了两个空间尺度随时间的变化。在宏观城市层面上，利用十年（2000-2020年）的卫星观测地表温度数据和人口普查数据来评估最低收入和最高收入五分位数之间的热差异。同时，在微观层面上，将新建地方公园的高分辨率微气候模拟与附近家庭收入变化的纵向分析（2006-2020年）相结合。研究结果揭示了显著的差异：（1）在宏观层面，最低收入五分位数的地表温度分布显著下降，表明社会热公平性有所改善；（2）但在微观层面，局部降温效应高达1.1℃；（3）同时伴随着严重的社会经济结构的重组，减少了周边低收入家庭的比例。这些多尺度结果表明，物理降温效果与社会经济效益之间存在脱节。要实现真正的城市热正义，气候适应策略不仅需要考虑物理干预措施，还需要结构性地整合积极的反置换措施。

**1. 引言**
虽然城市绿地（UGS）是缓解城市热岛效应和应对气候不公正的关键策略，但其效益在美国并未得到公平分配。这种系统性不平等剥夺了社会经济边缘化群体（SMPs）的基本生态系统服务（Wolch等人，2014年）。为了解决这一问题，诸如伊利诺伊州芝加哥这样的城市已在服务不足的社区大力投资扩大树冠覆盖（市长办公室，2025年）。然而，过去十年间有越来越多的研究表明，绿化常常引发绿地悖论（Anguelovski等人，2018年；Immergluck和Balan，2018年）。最近，学者们提出，当热韧性策略被引入房地产市场时，这一悖论表现为“热绅士化”（Anguelovski等人，2025年）。这引发了关于UGS在应对气候不公正方面的实际效果的基本疑问。尽管环境正义文献经常提出有针对性的绿化措施来缓解社会热差异，但对这些干预措施的实证评估仍受到空间和时间限制的制约。由于局部微气候与家庭置换之间的动态互动发生在微观层面，现有研究依赖于粗粒度的地表温度（LST）和横截面人口普查数据，从而可能掩盖这些细微现象。这些静态和宏观层面的研究隐含地假设居住区的稳定性，即SMPs会留在原地以享受降温效益。因此，这些汇总数据无法捕捉UGS提供如何逐渐将SMPs排挤出城市结构的过程，掩盖了局部降温效益与社会人口统计变化之间的交集。

为了弥合这一方法和理论上的差距，本研究以亚特兰大为案例，探讨了城市绿化的局部社会热影响。通过结合微观层面的微气候模拟和家庭收入变化的纵向分析，研究表明，尽管城市绿化在宏观层面上可能减少了社会热差异，但从微观角度来看情况则有所不同。本研究基于以下核心问题进行研究：（1）城市绿化干预措施如何随着时间的推移将局部降温效益与实际的社会热公平性脱节？（2）分析的时空尺度如何改变对这些社会热影响的认知？为此提出了三个研究假设：（1）在宏观层面，低收入和高收入群体之间的社会热差异（通过地表温度差异衡量）在三个十年时间点（2000年、2010年和2020年）有所减少；（2）在微观层面，地方绿化干预产生了显著的降温效果（通过气温降低衡量）；（3）同时，在同一时期，这些绿化点周围的社会经济差异（通过家庭收入变化衡量）扩大了。最终，本研究强调了城市规划者和政策制定者需要考虑城市绿化的长期置换效应，确保热适应策略不会无意中加剧社会热差异。

**1.1 亚特兰大的城市绿化背景**
亚特兰大因其丰富的树冠覆盖常被称为“森林中的城市”，拥有悠久的全面绿化历史。其中最著名的是2005年启动的亚特兰大BeltLine项目——这是一个公私合作的倡议，旨在改善社区连通性和增加绿地使用机会，目标是创建5.26平方公里（1,300英亩）的新公园和35.41公里（22英里）的绿色步道网络。截至2017年，已有1.24平方公里（307英亩）的公园和17.7公里（11英里）的步道网络建成并向公众开放。除了这些市政绿化设施，包括Trees Atlanta和Georgia Tree Council在内的多个非营利组织也在全市范围内积极推动植树和城市森林保护项目。Trees Atlanta在都会区种植了超过17万棵树，并在2023年宣布了在市中心区域新增8,000棵树的战略目标，计划在接下来的二十年将树冠覆盖率从3%提高到18%（Trees Atlanta，2023年）。这种综合的绿化努力以及围绕BeltLine项目历史上的社会空间变化，使亚特兰大成为一个理想的案例研究，有助于考察绿地悖论的微观动态和评估当地居民之间的降温效益分配公平性。在热公平性研究中需要考虑时空视角

为了实证评估社会热不平等现象，大量研究依赖于卫星观测得到的地表温度（LST）数据集，并将其与汇总的社会经济指标（如种族和家庭总收入中位数）进行交叉参考，以记录热不平等的普遍模式（Benz和Burney，2021；Chakraborty等人，2019；Chen，2024；Dialesandro等人，2021；Mitchell和Chakraborty，2014；Mitchell和Chakraborty，2015；Mitchell和Chakraborty，2018）。尽管这些方法在突出宏观层面的分配不公方面发挥了重要作用，但在全面剖析热不平等的动态轨迹方面存在关键局限性，这种不平等可能会通过绿地悖论持续存在，最终表现为 Heat Gentrification（即热量 Rehabilitative Process）。从空间上看，依赖粗粒度的LST数据和汇总的人口普查数据会掩盖热环境的细微动态以及社会空间的重组过程。具体而言，城市降温设施（UGS）的降温效果具有高度局部性，通常在距离源头数十到数百米范围内就会减弱（Gallay等人，2023；Qiu等人，2023；Ziter等人，2019）。此外，使用汇总的社会人口统计数据会在统计上稀释局部社会空间的重组现象，掩盖了广泛空间单元平均值背后的微观层面的迁移动态。因此，这种宏观尺度的边界无法准确反映谁真正受益于这些局部降温措施。从时间上看，现有的实证证据主要依赖于横截面设计。虽然这些快照分析能够成功识别静态的分配差异，但在追踪绿地悖论的纵向动态方面存在不足——特别是UGS的提供如何逐渐使SMPs（Surface Mounted Gasmakers）失去竞争力，吸引富裕的新居民，并不平等地重新分配降温效益，从而加深社会热不平等。

基于这些局限性，现有的静态和汇总层面的社会热不平等评估隐含了一个假设，即SMPs会持续存在，以便享受定向UGS干预的局部降温效果——例如改善整个城市的UGS空间公平性（C. Xu等人，2022）；在脆弱社区部署绿色屋顶（Sanchez & Reames，2019）；以及在历史上被划为红线的地区优先进行绿化（Chun等人，2025）。这样做忽略了这样一个事实：城市绿化努力本身也可能成为导致迁移和进一步热不平等的驱动因素。因此，为明确解决这一研究空白，迫切需要超越传统的以LST为中心的汇总尺度评估，采用更加细致的时空尺度。为了捕捉这一悖论的动态轨迹，本研究结合了微观尺度的数值建模，量化了随时间变化的热环境和社会经济结构的转变。

3. 材料与方法
3.1 研究区域
根据柯本气候分类，亚特兰大属于湿润亚热带气候（Cfa），其特点是全年都有降水以及炎热潮湿的夏季。最热的月份是7月和8月，平均最高温度约为32°C（89.6°F）；然而，近年来早期热浪越来越多地发生在6月底（Scaturro，2024）。从生态学角度来看，该市位于皮埃蒙特地区，自然植被主要由温带落叶林组成。从人口统计来看，2020年亚特兰大的人口为498,715人，其中39.8%为白人，47.2%为非裔美国人，6%为西班牙裔。值得注意的是，尽管非裔美国人仍然是最大的种族群体，但他们的比例较2000年下降了14个百分点（从61.2%降至57.8%），而白人居民的比例在同一时期上升了6.4个百分点（从33.4%升至40.0%）。2020年，家庭总收入中位数为64,179美元，个人贫困率为19.2%。

为了研究这一背景下的绿地悖论的微观动态，本研究选择了Historic Fourth Ward Park（HFWP）和Boulevard Crossing Park（BCP）作为具体分析地点。HFWP位于Old Fourth Ward社区，曾是一个衰落的工业区，是BeltLine计划下最早创建的公园之一。该公园于2011年向公众开放，面积为0.07平方公里（17英亩），分为南北两部分。HFWP的设计初衷是提高雨水管理能力，同时为当地居民提供充足的UGS。由于设有雨水排水池、儿童游乐区和广阔的绿地，预计该公园能够有效调节周围的热环境并改善户外热舒适度（Lai等人，2019；X. Yang & Zhao，2015）。

BCP是另一个早期阶段的BeltLine公园，开放时间与HFWP相近。该地点在2007年城市收购前曾被用于工业用途，最初被改造为一个0.02平方公里（5英亩）的绿地，包含两个多功能场地。一个大规模的公园扩建计划已经完成，预计总面积将达到0.1平方公里（25英亩）。尽管现在的BCP主要由草地组成，树冠较少，但扩建后的公园预计将提供高质量的绿色基础设施，从而显著减轻附近居民的夏季热应激。

3.2 方法与分析
本研究采用了一种嵌套的多尺度分析框架，实证研究社会热公平性的动态。为了全面捕捉城市绿化的物理降温效益及其随之产生的社会空间迁移效应，分析在两个不同的空间尺度上进行了：整个城市的汇总层面和公园附近的微观层面（图2）。

在汇总层面上，本研究评估了城市内几十年来的社会热差异趋势（2000年、2010年和2020年）。这些具体年份涵盖了BeltLine计划的三个关键发展阶段：2000年作为干预前的基线，2010年代表早期实施阶段，2020年反映了成熟阶段，用于评估已建立的绿色基础设施的长期影响。通过将卫星观测得到的LST图像与人口普查社会经济数据相结合，该分析统计评估了不同收入五分位数之间的热差异变化。

同时，微观层面的分析隔离了两个公园地点特定降温干预措施的局部影响。虽然汇总分析使用十年间隔的数据，但微观层面的评估采用了针对其具体方法学限制和目标优化的时间基线。对于高分辨率的ENVI-met 3D微气候模拟，选定了2000年和2020年作为对比年份，以建立明显的干预前后的对照。这种方法隔离了成熟绿色基础设施的最大物理降温效益，同时有效管理了模型的计算需求。

为了捕捉社会空间迁移的连续性和细微性，社会经济追踪使用了2006年至2020年间400米缓冲区内的详细的双年度Data Axle记录。尽管2006年是该数据集最早可用的年份，但它与研究地点的施工前状况高度吻合。最终，这种双尺度方法揭示了宏观层面的热公平趋势如何与微观层面的动态相交。

3.2.1 汇总层面：地表温度获取与预处理
为了在汇总层面上评估社会热差异，主要使用了卫星观测得到的LST作为指标。尽管LST不能完全代表人类感知的热条件（D. Li等人，2022），但由于其广泛的空间和时间覆盖范围，现有文献广泛将其用于宏观尺度的热分析，适用于城市（Yin等人，2018）、多城市（Jung等人，2024；Luo等人，2023）或区域尺度（Kim等人，2024；Mitchell和Chakraborty，2014）。本研究使用的LST数据来自美国地质调查局（USGS）提供的Landsat Collection 2 U.S. Analysis Ready Data（ARD）Level 2 Surface Temperature Science Product。为了减少温度分布的高估或低估风险，使用2000年、2010年和2020年典型夏季（7月至8月）收集的多个热波段图像计算了平均LST值。为了解决数据可用性的限制，还纳入了目标年份前后几年的图像。

在预处理阶段，排除了包含降水记录或 Landsat 7 场景显示出扫描线校正器（SLC）错误（2003年后）的图像。最终，得到了2000年的两个Landsat 5数据集、2010年的两个Landsat 5数据集和2020年的两个Landsat 8数据集（表S1）。选定的卫星图像 consistent 地在当地时间中午（东部夏令时间11:49至12:12之间拍摄，确保了时间一致性）。使用Landsat像素质量评估带屏蔽了包含云层和云影的像素。剩余的30米×30米的像素最初以开尔文为单位记录，然后转换为摄氏度，得到每个目标年的平均LST合成图（图S1）。最后，使用分区统计方法对每个普查区域的边界处的像素值进行平均处理，以产生每个区域的代表性热值。

鉴于各卫星图像采集日期的气象条件差异较大，直接比较十年间隔的LST值是不切实际的。因此，应用了均值中心化变换，以便对随时间变化的相对热差异进行标准化比较。对于每个普查区域i，均值中心化的LST计算公式为：
LSTcentered,i = (LSTi - LST?)，其中LSTi是该特定区域的估计平均LST，LST?是该研究区域内所有区域在该特定年的平均LST。2000年、2010年和2020年的均值中心化LST地图分别显示在图3中。

3.2.2 汇总层面：社会经济数据预处理
如第2.1节所述，美国主要城市地区的高温分布与经济脆弱性显著相关。因此，这些经济特征通过在普查区域层面使用家庭收入五分位数来体现。为了便于纵向分析，以2010年的区域边界作为空间基线，数据来源于国家历史地理信息系统（NHGIS）（Schroeder等人，2025）。

在纵向空间分析中一个众所周知的挑战是空间单元边界的重新配置，这可能会在直接比较历史数据集时引入空间不匹配误差。为了确保20年研究期间的空间一致性，使用Brown大学开发的纵向区域数据库（LTDB）（Logan等人，2014）对社会经济数据进行了协调。利用该工具，将2000年十年一次的人口普查的中位家庭收入数据地理标准化，以与2010年的边界对齐。此外，为了近似2020年目标年的社会经济状况，还使用了LTDB提供的2015–2019年美国社区调查（ACS）的5年估计数据。虽然这种方法承认5年估计无法完美捕捉2020年的实时情况，但通过保持统一的2010年边界框架，优先考虑了空间准确性，而非微小的时间差异。最终，分析隔离了最低（0–20%）和最高（80–100%）收入五分位数，以评估这两个收入极端之间的社会热差异随时间的变化（图2）。

3.2.3 汇总层面：描述性和统计分析
箱形图用于可视化最低和最高收入五分位数的LST的横截面分布和时间变化。为了评估这些社会热差异的统计显著性，采用了非参数检验。具体来说，Mann-Whitney U检验比较了每年（2000年、2010年和2020年）两个收入组之间的中位LST差异。为了评估每个收入组在三个十年时间点上的温度分布变化，应用了Kruskal-Wallis H检验。当Kruskal-Wallis检验表明存在显著的时间变化时，随后进行了事后多重比较检验，以确定哪些具体时间段存在统计学上的显著差异。

3.2.4 微观层面：ENVI-met 微气候模拟
为了进行微观层面的分析，使用了ENVI-met（版本5.7.1）——一种三维微气候模拟软件——来获取行人水平（1.5米）的近地表空气温度数据。基于热力学和计算流体动力学（Bruse，1999），ENVI-met能够模拟大气、地表和建成环境组分（例如植被和建筑物）之间的复杂相互作用。这使得它在预测空间规划和设计措施的微气候影响方面非常有效（Sodoudi等人，2018；Z?lch等人，2016）。鉴于卫星观测得到的LST数据的固有局限性，如相对粗糙的空间分辨率和长的重访周期，使用ENVI-met能够捕捉户外热环境的高分辨率和时间连续性动态。此外，先前的研究一致验证了ENVI-met模拟结果与实地测量的可靠性，在城市冠层层面上显示出一致的结果（Acero和Arrizabalaga，2018；Elraouf等人，2022）。

运行ENVI-met模拟需要空间模型、气象输入和配置设置。对于空间模型，网格单元大小设置为2 × 2 × 1米（dx × dy × dz），以确保精细的空间分辨率。模型尺寸分别为HFWP的772 × 300 × 30米（x × y × z）和BCP的470 × 462 × 30米。这些模型包括了地表、建筑物、植被和高程信息。地表覆盖类型通过高分辨率卫星图像和Google Street View进行了视觉分类，共分为四种：沥青路面（用于车辆通行和非街道停车）、混凝土路面（用于人行道和其他不透水表面）、土壤以及水域（用于雨水排放池和公寓小区游泳池）。建筑物信息来源于公开的Microsoft建筑物轮廓矢量数据集。当数据集与历史卫星图像之间存在差异时（由于拆除或翻新等原因），会使用历史图像作为参考手动数字化修改后的建筑物轮廓。建筑物屋顶和墙壁的结构规格是根据国际能源节约规范（IECC）、国际建筑规范（IBC）以及州和市的法规制定的（见表S2）。

尽管现场调查可以提供详细的植被信息（例如，树种、树冠形态和活力），但这种方法经常受到物理进入限制或私有财产权的限制（Klobucar等人，2021年）。作为替代方案，使用了EarthDefine开发的高分辨率树木位置数据集，并与历史高分辨率卫星图像进行了交叉校准。鉴于研究区域属于物种高度多样的皮埃蒙特地区，对特定树种进行建模在实践上是不切实际的；因此，树种被简化为ENVI-met默认的两种类型：落叶树（密集树冠；球形树冠；中等树干）和针叶树（密集树冠；圆锥形树冠；中等树干）。树木大小也被分为五类：三种ENVI-met默认选项——小（高度5米）、中（15米）和大（25米）——以及两种用户定义的高度（10米和20米）。为了防止引入噪声（区分这种亚冠层植被与高大的灌木或树篱非常困难），故意排除了高度低于2.5米的树木。这个2.5米的高度阈值作为一个质量控制步骤，用于确保对公园降温效果的保守估计。

最后，高程剖面数据是根据美国地质调查局（USGS）提供的1米分辨率激光雷达（LiDAR）数据集得出的。由于2000年和2020年的LiDAR数据无法获得，因此使用2006年（GA_FULTONCO_2006）和2018年（GA_Statewide_2018_B18）的数据集作为时间代理。空间元素及其生成的ENVI-met 3D空间模型显示在图4中。

为了隔离和评估城市绿化的微尺度降温效果，所有模拟运行都应用了相同的气象条件。2020年8月9日——亚特兰大夏季气温最高的晴朗日子，且没有降雨记录——被指定为参考日期。ENVI-met中的高级气象设置选择了每小时辐射输入，从而提高了模拟的准确性（Ouyang等人，2022年）。空气温度（在2米高度测量）、相对湿度（2米高度）和风速/方向（10米高度）的每小时记录来自国家气象局（NWS）。每小时直射和散射短波辐射数据以及长波辐射数据来源于2009-2023年的典型气象年（TMYx）数据集（Lawrie & Crawley，2022年）。这些数据被合并成一个表格格式（表S3）以驱动微气候模拟运行。

最后，模拟参数被配置为捕捉完整的昼夜周期。开始时间为早上6:00，总模拟持续23小时，从8月9日上午7:00到8月10日上午5:00，涵盖了室外热环境的动态变化。此外，根据Ouyang等人（2022年）的建议，激活了索引视图球（IVS）方案以优化辐射计算和模拟准确性。

3.2.5 微尺度：微气候结果的统计分析
为了评估模拟的局部降温效果的统计显著性，首先进行了Levene检验，以评估2000年和2020年HFWP和BCP两个站点之间每小时近地表气温分布的方差同质性。根据这些结果，随后应用了Student's t检验或Welch's t检验。该测试程序确定绿化干预前后昼夜温度剖面是否表现出统计学上的显著变化。

3.2.6 微尺度：降温效果的分配公平性评估
为了评估降温效果的微尺度分配公平性，使用了100%堆叠条形图来可视化绿化站点周围家庭收入五分位数的变化情况。高分辨率的历史消费者数据提供了估计的家庭收入，来源于Data Axle。由于这一广泛的数据集仅从2006年开始有记录，因此2006年被确定为微尺度人口分析的时间基准年。尽管这与2000年绿化前的ENVI-met基准年在时间上有差异，但优先使用2006年的数据集是一个必要的方法论折中。这一时间起点是合理的，因为亚特兰大环城高速公路（Atlanta BeltLine）直到2006年后才正式建设。此外，对历史卫星图像的视觉检查确认了该期间没有公园建设的物理存在。因此，2006年的人口数据代表了绿化前的社区状况，有效地证明了进行纵向位移分析的合理性。

为了跟踪这些纵向变化，基于亚特兰大市界内的所有家庭，每两年计算一次家庭收入五分位数。为了与城市公园可步行到达的既定指标（Boone等人，2009年）保持一致，划定了距离公园边界400米（0.25英里）的阈值。这一具体距离符合国家休闲与公园协会（NRPA）和公共土地信托基金会等主要组织提倡的可访问性标准。因为超过五分钟步行距离通常需要机动交通工具，所以这个400米的边界捕捉到了那些经常依赖公园并直接受益于其局部降温效果的微尺度人群。随后，计算了每个收入五分位数在该局部缓冲区内的比例。这种空间交叉比较使得能够详细地分析绿化干预措施对人口变化的纵向影响。

4. 结果
4.1 整体层面的社会-热差异动态
为了验证第一个研究假设，“在整体层面，通过地表温度差异量化的低收入和高收入群体之间的社会-热差异在三个十年时间点（2000年、2010年和2020年）有所减少”，检查了2000年、2010年和2020年两个群体之间的LST（Land Surface Temperature）差异。分析支持了这一假设。在这二十年期间，最低和最高收入五分位数之间的平均中心LST值差异稳步减小，表明这两个经济极化群体之间的LST分布差距正在缩小。Mann-Whitney U检验显示，2000年（W = 532，p < 0.001）和2010年（W = 438，p < 0.01）两个群体的中位数平均中心LST在统计上存在差异，但到2020年（W = 343，p = 0.390）这种差异不再显著。值得注意的是，这种收敛主要是由于最低收入群体的LST降低所致。Kruskal-Wallis H检验证实了这种纵向变化，显示三年间最低收入群体的中位数平均中心LST值有显著差异（χ2 = 12.644，df = 2，p < 0.01），而对于最高收入群体则未观察到统计学上的显著差异（χ2 = 3.359，df = 2，p = 0.187）。随后的事后多重比较测试进一步证明，对于最低收入群体，2000年至2020年的中位数平均中心LST值存在统计学上的差异。相比之下，2000年和2010年之间以及2010年和2020年之间未发现统计学上的显著差异。

4.2 HFWP和BCP的局部降温效果
为了验证第二个研究假设，“在微尺度上，局部绿化干预产生了显著的降温效果，通过气温降低来量化”，对HFWP和BCP进行了2000年和2020年的微气候模拟。结果强烈支持这一假设。在评估具体的降温效果之前，先通过附近气象站KATL（亚特兰大哈茨菲尔德-杰克逊国际机场）的现场观测数据间接验证了微气候模拟的可靠性。如图6和图7所示，模拟的近地表气温与观测到的实证记录非常吻合。模型合理地捕捉到了白天的加热和夜间的降温过程，表明模拟输出在合理的范围内运行良好。

尽管应用了相同的气象条件，但两年间的近地表气温模式仍存在明显差异。如图6所示，2020年的HFWP每小时平均气温始终低于2000年，表1总结了估计的降温强度（Mdiff）。Welch's t检验显示每个时间间隔内的平均气温存在显著的时间特定差异。明显的降温效应主要发生在上午9点到下午5点（8月9日），平均降温强度约为0.773°C。特别值得注意的是，8月9日中午12点和下午3点的降温强度分别为1.062°C [t (13,005) = 102.13, p < 0.001] 和1.096°C [t (18,696) = 367.92, p < 0.001]。相反，夜间降温效果较弱，平均降温强度约为0.109°C。最低降温幅度出现在8月10日上午5点，为0.01°C [t (21,739) = 8.56, p < 0.001]；尽管幅度较小，但仍然具有统计学意义。

表1. 2000年和2020年HFWP内每小时气温分布的两个样本t检验结果。虚线表示2020年8月9日的日落时间（20:30）。
图7. 显示了2000年、2010年和2020年最低和最高收入五分位数群体的平均中心LST值。在2000年的基准情况下，高比例的不透水表面促进了热量的积聚和保留，而建筑物结构限制了风的流动，导致温度升高并出现了局部热岛效应。在HFWP地区，具有沥青路面的街道外停车场和东部的建筑工地，高温全天持续存在。在BCP地区，高温集中在建筑物周围，因为风在这些建筑物之间的空隙中停滞不前。相比之下，到了2020年，HFWP和BCP地区都观察到了凉岛效应，这与水体、树冠和草地的分布空间相对应。

4.3. HFWP和BCP周围家庭收入分布的动态
第三个研究假设是：“在微观层面上，随着时间的推移（2006-2020年），这些绿化区域周围的社会经济差异通过家庭收入的变化而扩大。”本研究考察了2006年至2020年间HFWP和BCP附近家庭收入五分位数的纵向变化（图8）。分析支持了这一假设，揭示了明显的社会经济位移模式。尽管两个地区都经历了人口增长，但增长幅度差异显著。具体来说，与2006年相比，HFWP地区的人口到2020年增长了约307.3%，而BCP地区仅增长了23.3%。尽管增长速度不同，两个地区都呈现出一种一致的趋势，即低收入居民的位移。2006年时，低收入群体（即最低和低中等收入五分位数）占总人口的37.4%，其中最低收入五分位数占12.7%。到2020年，这些比例分别下降到20.7%和4.3%。BCP地区的低收入群体比例下降更为明显：最低和低中等收入群体的总和从2006年的64.1%下降到2020年的34.3%，其中最低收入群体从36.3%下降到14.3%。

相应地，这些地区也出现了更富裕居民的流入。BCP地区的较高收入群体（即中等偏高和最高收入五分位数）显著增加，从2006年的9.7%上升到2020年的45.8%。HFWP地区则表现出更复杂的社会经济重组：较高收入群体的总和从2012年的17.1%增加到2018年的峰值35.5%，然后在2020年逐渐下降到28.6%。同时，中等收入群体的比例在2012年至2014年间大幅上升，从21.4%增加到62.1%，成为HFWP地区的主要收入群体。

5. 讨论
通过分析绿色基础设施（UGS）的冷却效果如何随着时间在各个收入群体和时空尺度上分配，本研究调查了冷却福利分配的动态。在整个城市层面，分析显示最低和最高收入群体之间的温度分布差距正在缩小。通过评估三个时间点的陆地表面温度（LST）数据集，发现最低收入五分位数与其最高收入对应群体之间的社会热差异呈下降趋势。这表明亚特兰大的绿化措施——包括新公园、步道、街道树木和城市森林保护——共同缓解了低收入社区的热暴露问题。这些发现与先前的研究一致，强调了绿化在促进环境公正和公共卫生方面的作用（Gaffin等人，2012年；Wolch等人，2014年）。对于低收入家庭来说，这种缓解措施尤为紧迫——许多低收入家庭是非洲裔美国人（Jackson，2022年），因为他们应对极端高温的资源有限（Palinkas等人，2022年）。

然而，仅依赖汇总层面的分析可能会掩盖在更细粒度空间尺度上可见的关键分配公平动态。一个普查区域大约包含480到3200个住宅单元，无法捕捉到家庭层面的具体情况（美国人口普查局，2018年）。此外，基于卫星的LST数据缺乏捕捉小规模绿化干预冷却效果所需的空间精度（X. Li等人，2013年），并且通常反映的是上午中段的情况，忽略了白天的峰值高温和关键夜晚环境。通过将微气候模拟与家庭收入变化分析结合起来，本研究的微观层面分析提供了对当地冷却公平性的更具体理解。

在公园附近的微观层面上，模拟确认了社区层面的绿化在炎热夏季显著降低了温度。2000年，HFWP和BCP地区都以不透水表面和少量树冠覆盖为特征，加剧了局部热量积聚（Rizwan等人，2008年）。到了2020年，这些地区拥有了广阔的树冠和草地，HFWP地区还添加了雨水管理池塘，这些因素有助于形成凉爽的微气候（H. Xu等人，2023年）。因此，这两个公园区域在整个昼夜周期内都表现出显著的冷却效果（表1，表2）。观察到的日间冷却效果（HFWP约为1.1°C，BCP约为0.43°C）与类似Cfa气候区的报告结果一致（Ching等人，2025年综述）。夜间的冷却效果相对较弱，HFWP在0.01~0.18°C之间，BCP在0.13~0.33°C之间。虽然这种减少与先前的研究一致，但幅度与某些研究有所不同（Sugawara等人，2021年；Zhang等人，2019年）。这些不同的冷却特征可以通过两个地点的形态差异来解释。在HFWP地区，雨水管理池塘与树冠的结合在白天产生了强烈的协同蒸发散热作用（Bakhshoodeh等人，2022年；Ma等人，2025年）。然而，由于水的比热容较高，池塘在白天保留了热量，略微减弱了HFWP的夜间冷却效果。相比之下，BCP仅依靠绿色基础设施，白天的冷却效果较为温和，主要由植被遮荫和植物蒸发作用驱动，但夜间冷却效果更强，因为其表面更容易通过长波辐射释放吸收的热量。

关键的是，这项研究揭示了这些局部冷却效益并没有在周边居民之间公平分配。HFWP和BCP附近家庭收入五分位数的分布发生了显著变化。2014年后，低收入家庭成为少数，逆转了之前的主导地位。类似地，BCP地区的低收入家庭数量持续下降，同时较高收入居民的流入不断增加。这些模式实证支持了绿色 gentrification（城市更新过程中的社会经济重构）现象，即绿化干预后低收入群体被边缘化（Anguelovski等人，2018年）。这也证实了热 gentrification（热消融现象），即预期的气候适应效益被偏离了脆弱人群（Anguelovski等人，2025年）。然而，要全面理解这种热 gentrification 的机制，必须区分局部冷却的生物物理现实和市场对绿色设施的认知。房地产市场很少直接反映冷却的程度；相反，它们倾向于反映新开发绿色基础设施的美学和娱乐价值以及生态系统服务。因此，较高收入居民流入HFWP和BCP等地区可能是出于对这些设施价值的认知，而不是对生物物理冷却的实际需求。这种认知上的脱节从根本上扭曲了气候适应效益的分配。

虽然城市绿化提供了必要的生物物理冷却效果，但房地产市场将这些绿地视为奢侈品。最终，这种商品化加速了财产价值的提升，使得低收入群体在实现冷却基础设施的长期生物物理效益之前就被迫搬迁。同时，两个公园之间不同的社会经济轨迹提供了关于当地住房情况的关键见解。出乎意料的是，2010年和2012年HFWP周围低收入群体的比例短暂上升——这可能是2008年住房危机的滞后效应，该危机对低收入群体的流动性造成了不成比例的限制（Zewde & Crystal，2021年），直到2013-2014年市场复苏前，gentrification 进程暂时停滞。此外，2014年后HFWP附近低收入家庭的适度回升与附近完成的可承受公寓项目有关，这些项目为年收入低于或等于该地区中位数的家庭提供了113套经济适用住房（Atlanta Beltline，2023年）。这些经济适用住房可能缓解了搬迁压力。相比之下，BCP最初的土地改造较为温和，目前缺乏正式的经济适用住房，导致低收入人口比例持续下降。这种鲜明对比强调了如果没有积极的反搬迁干预，城市绿化将不可避免地加剧社会热差异。

两个公园之间不同的社会经济轨迹强调了整合政策框架的必要性，将气候适应与住房稳定性结合起来。随着城市越来越多地投资于绿色基础设施以减少城市热岛效应，城市规划者和政策制定者必须认识到，如果冷却措施导致人口迁移，那么单纯的物理冷却并不能实现气候公正。为了促进热公平，必须在绿色基础设施规划的最早阶段就纳入积极的反搬迁措施，如实施包容性分区、扩大经济适用住房配额、为原有居民提供财产税减免以及建立社区土地信托。HFWP附近中等偏低收入家庭的适度保留是通过有针对性的经济适用住房发展实现的，这实证证明了这些措施的有效性。最终，实现真正的社会热公平需要公园和娱乐部门、城市规划机构以及住房管理部门之间的跨部门合作，以确保城市绿化带来的好处能够惠及最易受热影响的人群。

值得注意的是，这两个分析尺度之间的发现为解释整个城市的LST趋势提供了必要背景。虽然汇总层面的分析显示社会热差异正在缩小，但这一广泛的统计趋势掩盖了在更细粒度空间尺度上发生的分配公平关键动态。微观层面的发现表明，这种城市规模的LST趋同并不意味着所有低收入社区都得到了均匀或公平的改善。相反，局部分析揭示了受到当地住房状况和搬迁压力深刻影响的多样化社会经济轨迹。因此，微观层面的结果表明，如果不考虑最终决定脆弱群体能否获得这些局部冷却效益的潜在社会物理动态，就无法完全理解温度分布的整体缩小。

尽管本研究有所贡献，但在数据输入和模型设计方面仍存在若干限制。在汇总层面，主要限制在于统计模型设计。分析主要集中在收入差异上，没有控制其他潜在的混杂因素。种族和民族、年龄、职业、距离市中心的距离以及未观察到的物理变化（例如建筑材料的变化、更广泛的土地覆盖模式和空调普及度）等因素都可能影响观察到的社会热趋势。在微观层面，模型设计和输入变量方面也存在限制。在模型设计方面，专注于两个特定的BeltLine相关公园可能限制了普遍性，因为并非所有的绿色基础设施项目都会引发社会物理迁移（Pearsall和Eller，2020年；Rigolon和Németh，2020年）。此外，微气候模拟本质上简化了现实世界的复杂性；将树种归类为抽象类别忽略了不同树种的蒸发差异（Rahman等人，2015年）。在数据和输入变量方面，缺乏现场温度传感器限制了模拟结果的实证验证，尽管ENVI-met在其他地方已经得到了广泛验证（Elraouf等人，2022年）。此外，数据限制导致必须使用时间代理值作为物理和人口基线。对于物理环境，使用2006年和2018年的空间数据来重建2000年和2020年的微气候条件引入了估计冷却效果的不确定性。同样，微观层面人口分析的基准年设定为2006年，进一步导致了时间上的不匹配。

未来的研究不仅应该整合更复杂的统计和微气候模型，还应结合定性研究，以全面捕捉社会经济边缘化社区中的热不平等生活体验。具体来说，将微观层面的微气候分析与深入的访谈或民族志观察结合起来，可以阐明低收入群体如何在搬迁压力下感知、利用和适应绿色基础设施的冷却效果。方法上，下一个关键步骤是从静态空间分析转向动态建模方法。例如，开发基于代理的模型（ABMs）来模拟不同城市环境中低收入群体的适应性行为和时空热暴露，可以明确展示城市绿化的生物物理效益如何分配，从而阐明物理温度降低与实际社会热公平之间的动态关系。

6. 结论
虽然有针对性的绿化可以缓解社会热差异，但如果冷却效益在本地居民之间不公平分配，可能会无意中损害气候公正。本研究以亚特兰大的绿化项目为例，探讨了在宏观和微观层面分配公平性的动态变化如何影响降温效果。在宏观层面上，研究发现经济差异明显的地区之间的热能不平等逐渐缩小。然而，在微观层面上，之前工业园区改造而成的公园确实带来了显著的降温效果，但这些好处随着时间的推移变得分配不均，主要通过社会人口结构的变动使低收入群体被边缘化。总之，这项研究提供了一个新颖的实证范例，从多个角度展示了在城市绿化计划中，绿化带来的降温效应与社会经济收益之间的本质脱钩。

随着绿化在气候适应中的重要性日益凸显，所观察到的这一悖论迫切需要城市气候适应规划的深层范式转变。单纯的物理降温已不足以实现气候正义。规划策略必须积极将公平性纳入考量，将环境干预措施与有效的防 displacement（社会排斥）措施相结合，例如保障可负担住房的存续和建立社区土地信托制度。只有将住房稳定性视为气候基础设施的重要组成部分，城市才能确保边缘化社区能够持续享受到这些局部的降温效益。未来的研究应致力于在不同的绿化背景下提炼出更具普遍性的见解，并采用更复杂的方法论技术来准确反映现实世界的城市复杂性。

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