近日，植被结构功能与建造全国重点实验室陶胜利课题组在《npj Urban Sustainability》发表题为“Cooling potential of global urban roof greening”的研究论文。该研究基于超高分辨率建筑物轮廓数据，首次在全球尺度模拟并评估了不同绿化情景下绿色屋顶在日间和夜间的降温潜力，并分析了屋顶绿化的降温所能惠及的城区人口，以及屋顶绿化对城区昼夜温差的潜在影响。上述成果系统揭示了屋顶绿化在全球尺度上的降温潜力，为制定城市气候适应与热风险缓解政策提供了重要科学依据。

建设可持续城市是联合国可持续发展目标（SDGs）的核心内容之一，但城市热岛效应（UHI）及昼夜温差（DTR）加剧正对全球城市居民健康构成严峻威胁。屋顶占城市表面的20–25%，为实施绿化提供了巨大的潜在空间，但其在全球尺度上的降温潜力尚未得到系统评估。为填补这一空白，该研究基于最新发布的超高分辨率全球建筑物轮廓数据，结合地表温度与植被覆盖度之间的线性关系模型，构建城市尺度模型，并在三种屋顶绿化情景（低：20%植被覆盖率、中：40%植被覆盖率、高：60%植被覆盖率）下模拟了全球城市屋顶绿化的降温潜力（图1）。

图1. 屋顶绿化降温潜力估算的方法框架

a，城市屋顶绿化实例；b，地表温度与植被覆盖度关系示意图；c，模型构建所使用的遥感数据集；d，不同屋顶绿化情景（低、中、高植被覆盖率）。

模拟结果显示，在低、中、高三种绿化情景下，全球城市日间地表温度平均可分别降低0.57、1.12和1.58°C，夜间分别降低0.14、0.27和0.39°C，且日间降温效应高于夜间（图2）。该研究同时以“降温效益”（降温幅度 × 城市人口）量化了屋顶绿化对城市居民的综合影响。结果显示，城市居民获得的降温效益格局与单纯的降温潜力并不一致。尽管大洋洲和南美洲具有更高的平均降温潜力，但人口密集的亚洲、非洲和欧洲的降温效益更为突出，表明屋顶绿化在人口密集地区具有更高的公共健康效益（图3）。

图2. 城市屋顶绿化降温潜力的空间分布

a–c，分别表示低（a）、中（b）和高（c）绿化情景下日间降温潜力空间格局；d–f，分别表示低（d）、中（e）和高（f）绿化情景下夜间降温潜力空间格局。嵌入柱状图展示了不同降温潜力等级对应的城市数量分布。

图3. 城市屋顶绿化的降温效益

a–c，分别表示低（a）、中（b）和高（c）绿化情景下日间降温效益空间分布；d–f，分别表示低（d）、中（e）和高（f）绿化情景下夜间降温效益空间分布。a–f图中的嵌入柱状图展示了不同降温效益等级对应的城市数量。g–h分别展示各大洲的降温潜力（g）与降温效益（h）：实心柱表示日间，空心柱表示夜间；折线表示标准差，用于反映不同城市之间的变异程度。

屋顶绿化也有减小昼夜温差（DTR）的潜力。在低、中、高三种屋顶绿化情景下，全球城市昼夜温差分别平均降低0.39、0.77和1.10 °C（图4）。这种降低主要源于屋顶绿化的日间降温潜力大于夜间。这一结果显示屋顶绿化在缓解昼夜温差及相关健康风险方面具有重要潜力。

图4. 不同屋顶绿化情景下昼夜温差变化的空间格局及平均地表温度特征

a–c，分别表示低（a）、中（b）和高（c）绿化情景下的昼夜温差变化空间分布。a–c图中的嵌入柱状图展示了不同昼夜温差变化等级对应的城市数量（左侧）及受影响人口规模（右侧）。d–i为不同情景下的昼夜地表温度对比，黑色实线表示现实条件下的平均地表温度，红色虚线表示屋顶绿化情景下的平均地表温度。

白皓博士生为论文的第一作者，陶胜利研究员为该论文的通讯作者。这项研究受到了国家自然科学基金（32471554、32588202）的资助。研究合作单位包括复旦大学、加州大学洛杉矶分校、新罕布什尔大学、北京师范大学、南京大学、中山大学、西南大学、中国科学院、海南大学等。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s42949-026-00354-9