近几十年，中国经历了快速的城市化进程，城市周围的农田显著减少，除了向城市用地过渡外，部分农田退化形成农田与自然植被的混合体（文中简称为镶嵌体），其物理属性介于城市与农田之间。目前，人们对这种土地覆盖变化的气候效应关注甚少。
本文以长三角城市群为例，使用中尺度数值模式WRF，采用新的土地覆盖数据集ChinaLC，针对2013年和2017年夏季的四次热浪事件进行数值试验，通过对郊区镶嵌体面积改变的试验进行对比分析，探讨了从灌溉农田到镶嵌体的转变对区域热岛强度和高温热胁迫的潜在影响。
为了验证新的土地覆盖资料的分类准确性以及进一步探讨土地覆盖变化产生的影响，本文设计了三组试验：控制试验（CTL）使用2010年的ChinaLC资料，反映了灌溉农田退化为镶嵌体的特征；敏感性试验一（Exp USGS）采用WRF模式自带的土地覆盖资料；敏感性试验二（Exp MOS）使用2010年的ChinaLC资料，但是研究区域内镶嵌体替换为1981的资料。
研究表明，使用更新后的土地覆盖数据的CTL模拟结果比Exp USGS更好地再现了观测到的近地面气温和相对湿度的空间变化。灌溉农田转变为镶嵌体后，由于新出现的镶嵌体地区的反照率和叶面积指数较低，使得长三角大部分地区的近地面气温上升。值得注意的是，根据传统城郊温度差异定义的热岛强度来看，这种土地覆盖变化会减弱城市热岛强度，但同时对极端高温有增强作用。这是因为城市周围镶嵌体的出现使得郊区变暖，实际上扩大了热岛范围并增强其热效应。试验结果也显示，在热浪期间CTL的高温区域比Exp MOS大，Tmax≥37 ℃的区域平均增加了25.9%。气温升高进一步加剧了区域热胁迫。这些结果表明，在全球变暖的情况下，城乡边缘地区土地覆盖变化的影响可能会增加城市居民面对极端高温事件和热胁迫的风险。
图1 CTL和Exp MOS模拟R1：南京-镇江-扬州（a）、R2：上海-苏州-无锡-常州（b）和R3：杭州-绍兴-宁波（c）区域平均地表热岛强度日变化（虚线连接最高、中值和最低值）及其差异(d)。
图2 CTL和Exp MOS模拟四次热浪事件平均Tmax≥37℃(a), (b)和Tmin≥27℃d), (e)的区域范围及两组试验在不同城市群对应温度阈值下的面积差异(c),(f)
论文信息：
Hongyun Ma, Haijun Li, Mi Zhang, Xuan Dong. 2022, Impact of cropland degradation in the rural-urban fringe on urban heat island and heat stress during summer heat waves in the Yangtze River Delta. Advances in Climate Change Research, 13(2022): 240-250. doi: 10.1016/j.accre.2022.01.006