具氣候與環境意識的城市擴張：應對城市溫室效應與空氣污染的雙重解決方案

隨着城市擴張，地表屬性改變且人類活動排放增加，加劇了城市溫室效應和空氣污染。為了增強城市的適應能力，各地已推行多種 GBGI基建 (Green-Blue-Grey infrastructure)，包括植被基建 (Green infrastructure)、水基基建  (Blue infrastructure) 及工程基建 (Grey infrastructure)。這些措施在緩解城市變暖及改善空氣質量方面取得了不同程度的成效，但它們往往需要龐大的資金，且其在改善空氣質量和緩解城市變暖的實際成效仍需審慎評估。

由浸大地理、社會學及國際研究學部高蒙教授帶領的研究團隊，近期於《自然-通訊》發表「Optimized spatial planning offers a dual solution for managing urban heat and air pollution in humid subtropical climates」，當中提出了一個針對粤港澳大灣區城市發展的多目標優化框架，將環境與氣候限制納入考量。該框架採用「非支配排序遺傳算法」，生成一組經優化的城市規劃方案供持份者考量。與其他多目標城市發展優化方法相比，此方法進一步結合了城市熱島效應與空氣污染之間的雙向反饋，使推進城市擴張的同時，將其對空氣質素和熱環境的影響減至最低。

所提框架的研究結果顯示，經優化的發展應優先選擇位於夏季季候風上風向的城市位置、傾向發展中等密度（即建築覆蓋率介乎0.5至0.8之間）的城市區域，並將城市綠地比例由0.15提升至0.27。這種城市佈局能最大限度地減緩城市暖化並減少污染。迴歸分析與數值模擬均證實了具氣候與環境意識的城市擴張所帶來的成效。數值模擬更進一步顯示，增強通風能有效改善空氣質量，而強勁的偏南風則有助緩解城市熱島效應。

該項研究亦將綠化屋頂和涼屋頂等緩解策略，與研究所提出的多目標城市發展方法作對比。結果顯示，雖然屋頂策略能夠降低地表溫度，但也可能釋放額外的生物源揮發性有機化合物（BVOC），進而促進臭氧和氣溶膠的形成。同時，這些策略還會抑制 PM2.5 和臭氧的擴散。這對比凸顯出經優化的城市發展所提供的全新視角，既能實現提升熱舒適與改善空氣質素的雙重效益，又無需承擔高昂的設施改造成本。
 

基於數值模擬，未經規劃的城市發展與經優化的城市發展之環境影響對比

完整研究論文：  Optimized spatial planning offers a dual solution for managing urban heat and air pollution in humid subtropical climates | Nature Communications

了解更多高蒙教授的研究簡介： Meng GAO - Hong Kong Baptist University