近年来，极端高温与热浪在全球范围内频频发生，对于高楼林立、地表硬化的超大城市而言，持续高温不仅威胁居民健康，也加剧了能源消耗与生态风险。如何在空调之外，通过城市植被蒸散这种自然之力缓解城市热浪？北京大学环境与能源学院邱国玉教授团队（第一作者为硕士研究生方涛）在《Nature Cities》发表的最新研究，基于长期实证科学解答了这一问题，系统揭示了城市草坪和乔木对热浪的缓解效果以及降温差异背后的机理。

研究以长达十年的定位观测数据为基础，集成多传感器高频采集了百万数量级的温、湿、辐射及土壤水分数据。结合能量平衡、树干液流与稳定同位素等分析手段，团队系统解析了深圳城市草坪与乔木在54次热浪中的蒸散行为与降温效应，最终首次清晰阐明——两类常见绿地形态在极端高温下存在着截然不同的“生存策略”与冷却效能。

研究发现，草坪在热浪中采取快速响应模式。即使高温高辐射，其气孔仍保持较高开放度，蒸散量在热浪期间平均提升37.65%，可短期内显著降低地表温度。然而，这种高强度蒸散会迅速消耗浅层土壤水分，一旦水源接续不上，降温能力便急剧下降。草坪如同“短跑选手”，降温效果显著却高度依赖持续的水分补给。

典型热浪期间草坪（a）和乔木（c）蒸散发与土壤含水量、降雨量的关系；plspm模型揭示大气蒸发需求（Demand）、土壤供水（Supply）和冠层气孔导度（Gs）对草坪（b）和乔木(d）蒸散发的影响系数。

与之相反，乔木在热浪中展现了持久稳健的冷却能力。它们会主动下调气孔开度，平均减少35.06%，以减少水分过度散失。稳定同位素分析显示，乔木能利用深层根系，更多吸收30–50厘米的中下层土壤水。因此，即使在连续高温下，其蒸腾速率仅从每日1.77毫米微降至1.66毫米，表现出极强的水分调节与热适应力。乔木更像“长跑健将”，在热浪中保持稳定、持续的降温服务。

研究区域（上）与实地波文比、树干液流观测系统（下）

该研究指出，在城市绿地与气候适应规划中，应重视植物配置的功能互补与结构优化：草坪适合在水分保障充足的区域发挥快速降温作用；而乔木则因其深层用水与蒸腾稳定性，更适合作为城市长期、可持续的降温基础设施进行布局。

邱国玉教授课题组长期关注城市能量平衡、热浪风险与绿地水分调控机制，此前已在城市蒸散、热岛效应评价等方面积累了系统工作。这项成果不仅是邱国玉教授团队在城市能量平衡与绿地水文研究上的重要探索，也为应对日益常态化的极端高温，提供了基于自然解决方案的科学依据——城市，可以通过与自然协同，争取更多“呼吸”与“凉爽”的空间。

作者信息

北大深研院环境与能源学院硕士生方涛为第一作者，胡玮婷博士、中山大学鄢春华副教授、张超博士、王蓓博士、Muhammad Hayat博士提供了重要帮助。该成果得到了国家自然科学基金、深圳市科技创新委员会等项目的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s44284-025-00353-4