热环境变化通过能耗影响碳排放的中介作用：来自中国长江经济带的证据

为什么更热的城市关系重大

全球各地夏季变得更热、热浪持续时间更长。对于居住在大城市的人们，这不仅意味着更不舒服的夜晚和更高的空调账单。它还意味着对电力系统的更大压力以及更多碳被排入大气。本文在中国最重要的区域之一——长江经济带，研究这些环节如何相互作用，并提出一个后果重大的简单问题：随着城市表面变暖，我们额外使用多少能源，又排放多少更多的碳？

从热到污染的路径追踪

研究者首先关注城市环境中三个相互关联的部分：地表热量、能耗和碳排放。他们将这一相互联系称为热—能—碳（TEC）链。利用二十多年的卫星温度数据、详细的能源统计和全球碳排放数据集，研究追踪了2000年至2022年间长江沿线的109座城市。在此期间，高温地表面积和总能耗都大幅增长，区域碳排放增加了三倍以上。上海和重庆等城市，以及武汉、南京等快速发展的省会城市，在这一增长中表现突出，成为主要贡献者。

衡量热如何驱动能耗

为超越简单相关性，研究采用计量经济模型检验地表变暖与排放变化之间的关系，同时控制其他因素。结果显示一个清晰的模式：随着高温地表区域扩大，城市层面的碳排放也随之上升。部分增长是直接的，反映了更热时期制冷系统需承担的额外工作。但更大一部分是间接的。作者发现，更高的温度显著提高整体能源需求，尤其是电力。这部分额外的能源使用在仍然高度依赖化石燃料的体系中导致了更高的碳排放。他们的计算表明，大约59%的地表变暖对排放的影响是通过这种额外能耗传导的。

当城市增长跨越关键门槛

热—能—碳之间的联系并非在任何地方都相同。团队显示，经济发展像一系列门槛，改变了城市变暖对排放的影响强度。在经济较为落后、经济结构简单且家用电器较少的地区，更热的地表对碳排放的影响较弱。然而，当一座城市的经济超过某些收入水平后，家庭购买更多制冷设备，企业和工厂扩张，电力需求对热度变得更加敏感。研究确定了两个这样的经济门槛，超过这些门槛后，单位地表增温对碳排放的影响显著增强。当他们考察产业结构变化时也观察到类似规律：向更高端但耗能更大的产业转型，会放大热驱动的排放响应。

城市设计如何缓解负担

城市内部及周边的景观也发挥作用。通过考察城市土地划分和连通性的指标，研究者发现更连通的绿色空间和开放区域总体上与更低的排放相关。这些景观特征可以局部降温，减少机械制冷需求，并通过植被储存碳。相反，高度碎片化的硬质地表会困热。综合经济与景观结果表明，既有城市的行为，也有其空间构造，共同决定热浪如何转化为以碳密集型能源为代价的能耗。

这对市民与规划者意味着什么

对普通读者而言，结论很直接：当城市表面变热，人们会增加制冷，发电厂负荷加重，更多碳被排放到大气中。这一循环在富裕、建设密集的地区尤为强烈，那里的许多人依赖耗能较大的制冷系统。研究表明，要打破这一循环需要综合措施：更清洁的能源、更高效的建筑与电器，以及将绿色廊道和公园融入城市的更智慧设计。通过根据每座城市的发展阶段量身定制策略，政策制定者可以在保护居民免受危险高温的同时减少排放，从而让社区和气候都更宜居。

引用: Tang, Z., Huang, S. The mediating role of energy consumption in the impact of thermal environment change on carbon emissions: evidence from the Yangtze River Economic Belt, China. Humanit Soc Sci Commun 13, 676 (2026). https://doi.org/10.1057/s41599-026-06982-x

关键词: 城市热岛, 能耗, 碳排放, 长江经济带, 城市规划