DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-37253-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41580459
تاريخ النشر: 2026-01-24
المؤلف: Shunyao Xiong وآخرون
الموضوع الرئيسي: تخفيف تأثير الجزر الحرارية الحضرية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في العلاقة بين الراحة الحرارية والنشاط البدني للطلاب (PA) في المساحات الخضراء الجامعية (CGSs) في جامعة يانغتسي، الصين، خاصة خلال أشهر الصيف. استخدمت الدراسة مزيجًا من مراقبة درجة الحرارة المعادلة فسيولوجيًا (PET)، والملاحظات السلوكية، و982 استبيانًا عبر عشرة مواقع تمثل ثلاثة أنواع من CGSs: نوع الساحة، نوع الاستراحة، ونوع الترفيه. تشير النتائج الرئيسية إلى أن الراحة الحرارية وPA مرتبطتان بشكل عكسي، حيث تكون هذه العلاقة تعتمد على المرحلة؛ فهي أضعف خلال فترات الحرارة العالية (11:30 صباحًا – 15:30 مساءً) وأقوى خلال الفترات الأكثر برودة (15:30 – 19:30 مساءً).
كشفت التحليلات عن خصائص حرارية واستخدامية مميزة بين الأنواع المختلفة من المساحات. تم تحديد المساحات من نوع الساحة على أنها عرضة للحرارة وأظهرت أدنى مستويات الاستخدام، بينما قدمت المساحات من نوع الاستراحة ظروفًا حرارية أكثر ملاءمة ولكن كان لديها استخدام متوسط. كانت المساحات من نوع الترفيه لديها أعلى معدلات استخدام إجمالية، على الرغم من أن شدة النشاط كانت مكبوتة خلال أحداث الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأنشطة منخفضة الشدة حساسية حرارية كبيرة، خاصة في المساحات من نوع الساحة، حيث ارتبطت زيادة قدرها 1 درجة مئوية في درجة الحرارة بانخفاض قدره 0.80 مشارك في النشاط (p<0.001). تؤكد الدراسة على أهمية تحسين تصميم المساحات الخضراء الجامعية لتعزيز ملاءمة الأنشطة الخارجية تحت الضغط الحراري، مع الإشارة أيضًا إلى أن النتائج خاصة بالسياق ويجب تعميمها بحذر.
مقدمة
تحدد مقدمة ورقة البحث الأهداف الرئيسية وأهمية الدراسة. تؤسس السياق من خلال تسليط الضوء على الفجوات الموجودة في الأدبيات والحاجة إلى مزيد من التحقيق في المجال المحدد. يؤكد المؤلفون على أهمية بحثهم في المساهمة في فهم أعمق للموضوع، مما قد يؤدي إلى تقدم في هذا المجال.
تُقدم النتائج الرئيسية أو الفرضيات بإيجاز، مما يمهد الطريق للأقسام التالية من الورقة. كما تحدد المقدمة المنهجية المستخدمة، مشيرة إلى كيفية معالجتها للفجوات المحددة وتساهم في الأهداف البحثية العامة. تعمل هذه القسم على جذب القارئ وتوفير مبرر واضح لملاءمة الدراسة وتأثيرها المتوقع.
النتائج
تقدم نتائج الدراسة استراتيجيات تحسين مكاني زمني تهدف إلى تعزيز الراحة الحرارية في البيئات الجامعية، مع التركيز بشكل خاص على أنماط نوعية المساحات الخضراء المعروفة. وُجد أن المساحات الخضراء من نوع الساحة (G) لديها مستويات مرتفعة من درجة الحرارة المعادلة فسيولوجيًا (PET) خلال فترات الحرارة العالية، مما يشير إلى أن الأسطح الصلبة غير المظللة معرضة بشكل خاص للحرارة. للتخفيف من ذلك، توصي الدراسة بدمج مصفوفات الأشجار لتوفير ظل فعال بنسبة 60% على الأقل على طول المسارات ومجموعات الأنشطة مع ضمان تدفق هواء كافٍ من خلال المسافات المناسبة وتهوية المظلة.
بالإضافة إلى ذلك، تبرز الأبحاث الحاجة إلى تقسيم وظيفي زمني محدد، خاصة في المساحات الخضراء من نوع الترفيه (X)، حيث يجب توجيه الأنشطة الحساسة للحرارة إلى مناطق مظللة ومهوّاة جيدًا خلال ساعات الذروة الحرارية، بينما يمكن استخدام المساحات الأكثر انفتاحًا خلال الفترات الأكثر برودة بعد الساعة 15:30. على الرغم من أن المساحات الخضراء من نوع الاستراحة (A) تقدم ظروفًا حرارية ملائمة، إلا أن استخدامها المعتدل يشير إلى أن عوامل مثل الوصول، والجماليات، والسلامة، والمرافق الاجتماعية تلعب أيضًا أدوارًا مهمة. لتعزيز الاستخدام، تدعو الدراسة إلى تحسين الاتصال بين المسارات، وتوزيع المقاعد، والبرمجة المستهدفة، والترقيات الجمالية. على نطاق أوسع في الحرم الجامعي، يوصي المؤلفون برسم خرائط المخاطر الحرارية لتحديد الأولويات للتدخلات التي تتماشى مع مبادئ المناظر الطبيعية القابلة للتكيف مع المناخ، مقترحين نهجًا تدريجيًا للتنفيذ يتضمن تدابير تشغيلية فورية، وأعمال صغيرة على المدى القريب، ومشاريع متوسطة المدى.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على الدور الحاسم للمساحات الخضراء الجامعية (CGSs) في تعزيز صحة الطلاب والنشاط البدني (PA) داخل البيئات الجامعية، خاصة في سياق زيادة الضغط الحراري بسبب تغير المناخ. لا تعزز CGSs فقط الجاذبية الجمالية للحرم الجامعي، بل توفر أيضًا أماكن أساسية للراحة، والتواصل الاجتماعي، والنشاط البدني، وهي ضرورية للتطور الفسيولوجي والنفسي والمعرفي للطلاب. ومع ذلك، فإن فعالية هذه المساحات في تسهيل PA تتعرض بشكل متزايد للخطر بسبب أحداث الحرارة الشديدة، التي تشكل مخاطر صحية كبيرة مثل الضغط الحراري والجفاف. تؤكد الورقة على الحاجة إلى تصاميم الحرم الجامعي التي تأخذ في الاعتبار الراحة الحرارية لتشجيع الأنشطة الخارجية، حيث تتأثر اختيارات الطلاب بالظروف الحرارية لهذه البيئات.
تستكشف المناقشة أيضًا آليات التبريد لـ CGSs، مشيرة إلى أن النباتات يمكن أن تخفف من حرارة المدن من خلال التظليل والتبخر، مما يخلق “ملاذات حرارية” للطلاب. ومع ذلك، تختلف فعالية التبريد لأنواع مختلفة من المساحات الخضراء بشكل كبير، حيث يمكن أن تؤدي بعض الأنواع، مثل المساحات من نوع الساحة، إلى تفاقم الضغط الحراري بسبب تغطية الأسطح الصلبة العالية. تحدد الورقة فجوة معرفية بشأن أداء الراحة الحرارية لأنواع مختلفة من CGS وتأثيرها على أنماط نشاط الطلاب. تقترح نهجًا منهجيًا لقياس وتحليل هذه التفاعلات، بهدف إبلاغ تصميم البيئات الجامعية التي يمكن أن تدعم الأنشطة المعززة للصحة تحت ظروف الاحترار. تركز الأسئلة البحثية الأساسية للدراسة على تقييم الفروق في الراحة الحرارية بين أنواع CGS وتأثيرها على مشاركة الطلاب في الأنشطة البدنية بمستويات شدة مختلفة، مما يسهم في تخطيط الحرم الجامعي القابل للتكيف مع المناخ.
القيود
تقدم الدراسة ثلاث قيود رئيسية تستدعي الاعتبار للبحوث المستقبلية. أولاً، كانت الملاحظات مقصورة على أشهر الصيف (يونيو-أغسطس)، مما قد يغفل التغيرات الموسمية التي تؤثر على الإدراك الحراري والسلوك. يجب أن تتضمن التحقيقات المستقبلية بيانات من الانتقال الربيعي لتوفير فهم أكثر شمولاً لهذه الديناميات. ثانيًا، لم يأخذ استخدام درجة الحرارة المعادلة فسيولوجيًا (PET) كمؤشر حراري في الاعتبار عدم تجانس الإشعاع، مثل التغيرات المفاجئة في الإشعاع الشمسي التي تحدث تحت ظل الأشجار. يمكن أن تعزز الدراسات المستقبلية تقييمات البيئة الدقيقة من خلال تطبيق نظرية منطقة المناخ المحلي (LCZ). أخيرًا، لم تقم الأبحاث بت quantifying العوامل الاجتماعية، مثل تأثير الأقران، التي قد تؤثر على عتبات التحمل الحراري، مما قد يوضح التناقض الملحوظ بين الراحة العالية ولكن الاستخدام المتوسط في المساحات من النوع A. يمكن أن تستفيد الأبحاث اللاحقة من دمج أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء وتقنيات التعلم الآلي لتطوير نماذج توقع سلوكية متعددة الأبعاد.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-37253-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41580459
Publication Date: 2026-01-24
Author(s): Shunyao Xiong et al.
Primary Topic: Urban Heat Island Mitigation
Overview
This research investigates the relationship between thermal comfort and students’ physical activity (PA) in campus green spaces (CGSs) at Yangtze University, China, particularly during summer months. The study utilized a combination of Physiologically Equivalent Temperature (PET) monitoring, behavioral observations, and 982 questionnaire surveys across ten locations representing three types of CGSs: plaza-type, rest-type, and leisure-type. Key findings indicate that thermal comfort and PA are inversely related, with this relationship being phase-dependent; it is weaker during high-temperature periods (11:30 AM – 15:30 PM) and stronger during cooler periods (15:30 – 19:30 PM).
The analysis revealed distinct thermal and usage characteristics among the different space typologies. Plaza-type spaces were identified as heat-vulnerable and exhibited the lowest usage levels, while rest-type spaces provided more favorable thermal conditions but had medium utilization. Leisure-type spaces had the highest overall usage rates, although activity intensity was suppressed during heat events. Additionally, low-intensity activities demonstrated significant thermal sensitivity, particularly in plaza-type spaces, where a 1°C increase in temperature correlated with a decrease of 0.80 participants in activity (p<0.001). The study emphasizes the importance of optimizing campus green space design to enhance outdoor activity suitability under thermal stress, while also noting that the findings are context-specific and should be generalized with caution.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the primary objectives and significance of the study. It establishes the context by highlighting existing gaps in the literature and the need for further investigation in the specific area of focus. The authors emphasize the importance of their research in contributing to a deeper understanding of the topic, potentially leading to advancements in the field.
Key findings or hypotheses are briefly introduced, setting the stage for the subsequent sections of the paper. The introduction also outlines the methodology employed, indicating how it addresses the identified gaps and contributes to the overall research goals. This section serves to engage the reader and provide a clear rationale for the study’s relevance and anticipated impact.
Results
The results of the study present spatiotemporal optimization strategies aimed at enhancing thermal comfort in campus environments, particularly focusing on the identified typology-phase patterns of green spaces. Plaza-type green spaces (G) were found to have elevated Physiologically Equivalent Temperature (PET) levels during high-temperature periods, indicating that unshaded hardscapes are particularly vulnerable to heat. To mitigate this, the study recommends the integration of tree matrices to provide at least 60% effective shade along pathways and activity clusters while ensuring adequate airflow through proper spacing and canopy porosity.
Additionally, the research highlights the need for time-specific functional zoning, especially in leisure-type green spaces (X), where heat-sensitive activities should be directed to shaded, well-ventilated areas during peak heat hours, while more open spaces can be utilized during cooler periods post-15:30. Although rest-type green spaces (A) offer favorable thermal conditions, their moderate usage suggests that factors such as accessibility, aesthetics, safety, and social amenities also play significant roles. To enhance utilization, the study advocates for improved path connectivity, seating distribution, targeted programming, and aesthetic upgrades. At a broader campus scale, the authors recommend thermal risk mapping to prioritize interventions that align with climate-adaptive landscape principles, suggesting a phased approach to implementation that includes immediate operational measures, near-term minor works, and medium-term projects.
Discussion
The discussion highlights the critical role of Campus Green Spaces (CGSs) in promoting student health and physical activity (PA) within university environments, particularly in the context of increasing heat stress due to climate change. CGSs not only enhance the aesthetic appeal of campuses but also provide essential venues for rest, socialization, and physical activity, which are vital for the physiological, psychological, and cognitive development of students. However, the effectiveness of these spaces in facilitating PA is increasingly compromised by extreme heat events, which pose significant health risks such as heat stress and dehydration. The paper emphasizes the need for campus designs that account for thermal comfort to encourage outdoor activities, as students’ choices are influenced by the thermal conditions of these environments.
The discussion further explores the cooling mechanisms of CGSs, noting that vegetation can mitigate urban heat through shading and evapotranspiration, creating “Thermal Refugia” for students. However, the cooling effectiveness of different types of green spaces varies significantly, with some, like plaza-type spaces, potentially exacerbating heat stress due to high hardscape coverage. The paper identifies a knowledge gap regarding the thermal comfort performance of various CGS types and their impact on student activity patterns. It proposes a systematic approach to measure and analyze these interactions, aiming to inform the design of campus environments that can sustain health-promoting activities under warming conditions. The study’s core research questions focus on assessing thermal comfort differences among CGS types and their influence on student participation in physical activities of varying intensities, ultimately contributing to climate-adaptive campus planning.
Limitations
The study presents three primary limitations that warrant consideration for future research. First, the observations were confined to the summer months (June-August), which may overlook the seasonal variations that influence thermal perception and behavior. Future investigations should incorporate data from the spring transition to provide a more comprehensive understanding of these dynamics. Second, the use of Physiologically Equivalent Temperature (PET) as the thermal indicator did not account for the non-uniformity of radiation, such as the abrupt changes in solar radiation experienced under tree shade. Future studies could enhance microenvironment assessments by applying Local Climate Zone (LCZ) theory. Lastly, the research did not quantify social factors, such as peer effects, that may affect thermal tolerance thresholds, which could elucidate the observed paradox of high comfort but medium utilization in Type A spaces. Subsequent research could benefit from the integration of wearable sensors and machine learning techniques to develop multidimensional behavioral prediction models.