南京林业大学林正松老师Urban Climate新研究!
原文：Zhengsong Lin, Zhe Ji, Jihui Yuan, Zunling Zhu.Research on emotional perception and human comfort evaluation of carbon sequestration landscape design based on digital twin technology[J].Urban Climate, 64,2025,102715.在全球变暖与城市热岛效应日益严重的今天，如何在城市中构建既能高效固碳、又能提升人体舒适度的绿色空间，已成为城市规划与景观设计的核心挑战。2020年，我国提出“双碳”战略，明确勾勒出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的路径。在此背景下，城市绿地不仅要成为“碳汇载体”，更应成为提升居民热舒适性的“舒适空间”。然而，传统碳汇测量方法通过i-Tree、Citygreen等模型估算，但常受数据精度与采集成本限制，人体舒适度评估也多依赖参与者主观评价，易受个体差异与心理偏差影响，难以客观反映真实生理状态。近年来，虽有研究引入生理参数，但户外实验成本高、环境变量难控制，限制了大范围推广应用。如何科学、系统、高效地评估“碳汇”与“舒适”的双重效益？研究以武汉光谷科学岛为原型，用数字孪生构建“以数据为基础的碳汇景观”，融合实地勘测、三维建模与VR漫游技术，构建了数字孪生碳汇景观系统，并设置了树木、灌木、花卉、草地、水体、景观装饰、建筑、铺装8类兴趣区域（图1）。研究邀请122名参与者进行VR沉浸式体验，实验中，参与者佩戴VR头盔与皮肤电活动（EDA）设备同步采集其眼动兴趣度（EMI）、皮肤电导水平（SCL）和不适指数（DI）客观生理数据，并结合问卷收集主观舒适感受，实现“环境—生理—心理”三位一体的综合评价（图2）。在城市景观绿地经过碳汇设计后，优化了其日常碳汇量，VR实验后对参与者的感受进行问卷调查也均表示感受良好（图3）。实验后的数据分析显示，碳汇容量（CSC）与参与者的眼动兴趣（EMI）呈显著正相关（r=0.929）。意味着植被碳汇能力越强的区域，越能吸引人的视觉注意，带来更高的视觉愉悦感（图4）。参与者在高兴趣区域的皮肤电导水平（SCL）更低，表明情绪更为放松。EMI与SCL呈显著负相关（r=-0.934），说明视觉舒适体验能有效降低生理应激水平（图5）。参与者在低皮肤电导水平区域的不适指数（DI）更低，表明体感更为舒适。SCL与DI呈显著相关（r=0.923），说明生理体验的放松能有效提升体感的舒适（图6）。研究进一步发现，舒适度与碳汇量之间存在“最佳平衡点”。碳汇能力与人体不适指数（DI）之间呈现二次曲线关系：当碳汇量低于3.28kg/d时，提升碳汇可显著改善舒适度；超过该值后，植被过度密集反而可能因空间封闭感而降低舒适体验（图7）。该研究将数字孪生、VR体验、生理监测与碳汇评估深度融合，不仅验证了碳汇景观在提升人体舒适方面的积极作用，也为未来智慧城市、低碳社区的建设提供了可量化、可模拟、可优化的技术路径。城市绿地不应只是“绿色的装饰”，更应成为“可感知的福祉”。在数字技术的赋能下，我们正逐步实现从“碳汇计算”到“碳汇体验” 的跨越，让每一片绿色，真正服务于人的情感与身体。高碳汇植被在光合作用过程中，不仅能吸收二氧化碳，还能通过蒸腾作用降低环境温度、提升空气湿度，从而改善微气候条件。同时，绿色植物在视觉上具有天然亲和力，能引导注意力、缓解心理压力，这与Ulrich（1981）提出的“自然景观情绪调节理论” 高度一致。本研究构建的不仅是一个虚拟景观，更是一个集成环境监测、生理反馈与行为分析的数字平台。未来，在绿地规划前期，设计师可通过该系统预测不同植被配置的碳汇效益与人体舒适度影响，实现从“经验驱动”到“数据驱动” 的设计转型。以上内容为学术分享，仅供科研交流，如有错误/侵权等，请联系修改或删除。联系方式：Novel_2020
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