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城市热岛效应是近几十年来城市环境研究的焦点之一，但是大部分学者的研究核心是气温的变化，很少有人注意到土壤温度也在逐步升高。土壤是城市生态系统的重要载体，是碳排放，能量流动以及营养元素循环等众多生态过程发生的场所，土壤温度直接影响到上述生态过程的发生速率。因此，土壤温度的升高不容忽视，研究土壤的热环境状况具有极其重要的科学意义。学术界在土壤温度垂直方向上的研究结果颇为丰富，但对于水平方向上土壤的热状况还鲜有报道。鉴于此，作者将研究重点集中在水平方向上，用长期连续观测所得数据，来研究和分析建筑物对其毗邻绿地表层土壤的热影响，建筑物对不同深度土壤的热影响以及对不同高度大气的热影响，以期能够丰富土壤温度研究领域的成果。 作为与大气和人工构筑物能量交换最活跃的场所，表层土壤被选定为本研究的主要研究对象。作者将传统的梯度方法进行降尺，并与原位观测方法相结合，创新性地构建了构筑物-土壤微梯度样带观测法。利用这种方法，作者对建筑物四个侧立面（东侧、南侧、西侧和北侧）的毗邻表层土壤温度，在春季、夏季、秋季和冬季四个季节的晴天和阴天两种典型天气条件下进行观测，同时，还观测了相应的气象数据。经过对数据的统计学处理和分析，作者得出了人工构筑物在昼夜时间尺度上对表层土壤温度的影响范围最大为0.3 m，且影响范围随昼夜时间、建筑物外墙朝向、天气条件和季节的变换均有不同程度的变化。根据建筑物的不同外墙在不同季节不同天气条件下对表层土壤横向热影响范围的日变化过程，作者将建筑物在水平方向上对土壤温度的影响划分为四个阶段(Phase-0、Phase-1、Phase-2和Phase-3)，同时，归纳出入工构筑物对其毗邻绿地表层土壤横向热影响的三种模式，得出在不同季节不同天气条件下，建筑物不同侧面与表层土壤互为热源的结论，并提出人工构筑物对毗邻绿地表层土壤热影响的指标参数，其中在夏季，建筑物对土壤的热影响强度最大，南侧、北侧、东侧和西侧外墙的热影响强度分别为6.61 K、1.64 K、5.93 K和2.76 K。这一结果为研究城市热岛背景下，人工构筑物对土壤热的影响提供了最基本的数据与理论支持。 以地表能量平衡方程为基础，作者添加了人工构筑物对周边环境的影响，初步建立了大气-建筑物-土壤能量流动系统的理论框架，并使用该理论框架对土壤温度在空间上的分布进行不同统计学分析（R语言），得到在昼夜尺度上表层土壤温度空间变化的主要驱动因子，以及建筑物-土壤横向热通量在不同时间段所起的作用，多种统计方法和数据得出的结果一致并相互支持。其中，冗余分析结果表明，大气-建筑物-土壤能量流动系统对土壤表层温度在空间上的分布具有80％以上的解释度，对全天和白天而言，大气能量过程、建筑物能量过程以及土壤能量过程的联合作用起主导作用，分别能够对表层土壤温度变化率有61.64％和54.24％的解释度;对夜间而言，建筑能量过程起到主导作用，对建筑物毗邻绿地表层土壤温度变化率有43.26％的解释度。此外，层次分析的结果表明，建筑物-土壤横向热通量在全天和白天不起主导作用，单独贡献率仅为17.48％和15.43％;而在夜间其单独贡献率为54.13％，支持了冗余分析的结果。依据建筑物外墙毗邻绿地表层土壤温度分布的模式，作者对表层土壤温度与距离建筑基线的长度之间进行了拟合，并且得出了建筑物外墙周边土壤温度的方程Ts=a×exp(-bx)+c。该方程的三个参数与大气、建筑物和土壤分别相关，是大气-建筑物-土壤能量流动系统理论框架的最直接体现。 在上述研究的基础之上，作者对建筑物与表层土壤之间的横向热通量进行测定，得出建筑物与表层土壤之间的横向热通量在昼夜以及季节尺度上的变化规律，研究其与气象因子之间的关系，并且筛选出主导因子与次要因子。其中，太阳辐射的相对重要性最高为48.63％，土壤温度为21.94％，气温为14.44％，相对湿度为8.12％，土壤湿度为6.87％。此外，作者进一步测定了不同天气条件下以及不同土壤含水量条件下，人工构筑物与表层土壤之间的横向热通量，并对横向热通量与土壤在水平方向上的温度差进行拟合，得出二者之间非常显著的线性关系(P＜0.0001)，且二者之间的拟合度达到了97.6％。经过验证，作者所得出的模型模拟结果与实际测定结果之间并没有统计学上的差异。因此，作者利用该模型对建筑物的四个侧面与表层土壤之间的热通量进行模拟，得出的最大值，最小值以及平均值，可以很好地反映出建筑物不同侧立面对于土壤热冲击的生态过程。 建筑对土壤的热影响不仅体现在表层上，在较深的层次中，建筑物同样也影响着土壤的温度。总体上来看，建筑物对于土壤是热源，可以造成不同深度毗邻建筑物的土壤温度高于远离建筑物的土壤温度。冬季，春季和夏季的近-远建筑物观测点的土壤温度差异分别为3.282 K、4.698 K和0.316 K。建筑物影响土壤温度受土壤深度和季节变化的影响。其中影响强度最大的是春季，土壤表层、0.05m、0.10m、0.20 m和0.30 m的影响强度分别为3.33 K、5.52 K、4.97 K、4.73 K和4.94 K。虽然在不同季节建筑物均是土壤的热源，但是在作用上不尽相同。在冬季和春季，建筑物主要是为土壤提供能量，使得近建筑物观测点的土壤温度升高，进而与远建筑物观测点的土壤温度形成显著性差异，而在夏季，建筑物则起到维持土壤温度相对稳定的作用。 建筑物不仅能够影响土壤温度，对气温同样也有影响。与土壤类似，建筑物在总体上是城市大气的热源，可以对城市大气起到加热的作用，建筑物通过在水平方向上对城市大气进行热影响，进而造成城市大气温度垂直分布格局的改变。建筑物影响城市气温受到采样点高度的影响。建筑物外墙对于其周边大气影响的显著程度随季节变化。其中在冬季建筑物外墙对气温影响的显著程度最高，在55.73％的时间内均有影响;在春季建筑物外墙对气温的影响在48.74％的时间内为显著影响;然而夏季建筑物外墙对气温影响的显著程度则为47.81％。可见，建筑物外墙是城市大气的热源之一，是城市内部气温较高的驱动力之一。 总而言之，作者的研究涵盖了新的研究理念和方法、可信赖的实验结果及拟合方程，不仅丰富了学术界在土壤温度研究领域的成果，同时对城市生态环境的改善具有重要的理论及实践意义。