城市化进程使得大面积自然地表被结构复杂的不透水表面所代替，导致长短波辐射在街谷内形成多重反射，增加了城市表面吸收的太阳辐射量。不透水面还阻断了地表和土壤之间水分交换，降低了地表向大气释放的潜热通量，同时增加了显热通量所占比例。城市建设对地表的改造形成了城市热岛效应，其对能量消耗、大气和水环境质量以及居民健康都存在负面影响。在气候变化及极端气候出现频率和时长逐渐增加的背景下，尤其需要引起人们注意，通过合理管理和规划等技术手段提升城市环境质量。　　已有大量研究表明城市建筑和植被格局的变化均可以影响局地热环境，但这些研究多在区域或城市尺度进行。在街区尺度，通过城市景观格局调整改变室外热环境的研究还十分有限。本研究以北京市典型居住小区为研究对象，通过地表温度观测、高时间和空间分辨率的ENVI-met模型模拟以及到达居住小区表面太阳辐射量计算模型构建，系统研究了居住小区建筑和植被格局对局地热环境的影响极其贡献大小，获得以下主要结论。　　(1)基于热红外热像仪实测数据研究了六种典型地表覆盖类型在夏季一天内地表温度及其显热释放量变化情况。结果表明不透水面的表面温度要显著高于其附近环境空气温度。塑胶草坪、沥青路面和混凝土路面这三种不透水面的表面温度和环境空气温度最大温差分别为18℃，15℃和11℃。与不透水面相比，自然地表由于存在蒸散发过程，其表面温度与环境空气温度接近。其中，草地表面温度要高于乔木冠层和水面，其与环境空气温差最大为4℃。地表温度高一般会导致强烈的显热释放。人造草坪和沥青路面在全天内向大气释放显热约2256W/m2和1913W/m2，而树冠和水面在同一天内只释放显热16 W/m2和7 W/m2，后两种地表显然有利于缓解城市热岛效应。　　(2)利用ENVI-met模型进一步研究植被的降温效果，结果显示植被可以显著降低近地表（地表以上约1.5m）空气温度，其中草地和乔木混种方式最高可降温1.5℃。植被还可以降低空气温度波动程度，有利于形成更为稳定的热环境。本研究使用国际热气象指数(UTCI)来分析植被覆盖变化对室外热舒适度的影响，结果表明虽然草地有利于提升室外热舒适度，但树木在降低严重热胁迫的时长和覆盖范围上更有效。　　(3)通过数值模型研究发现，不同的植被分布格局对太阳短波辐射的拦截效果不同，由此导致了近地表气温变化存在差异。比如，将新增树木完全布置在无建筑阴影覆盖的区域，则其近地表温度要比将新增树木完全布置在全天受建筑阴影影响区域的情景低约0.22℃。因此，不同的植被格局也带来显热释放量的显著不同，最高可以减少显热释放量1.48×109 J/ha。　　(4)以实际居住小区和理论建筑模型为研究对象，分析建设前后到达居住小区太阳辐射量，研究发现高层建筑区较低层建筑区增加了更多的建筑表面积，由此增加更多的潜在太阳辐射吸收量。比较建筑底面积、建筑高度和建筑间距对到达居住小区太阳辐射量的影响，发现建筑底面积对其影响最大、建筑高度次之、建筑间距最小。　　(5)结合上述模型分析建筑和植被格局对局地热环境的协同影响，发现两者对局地热环境均有明显影响。无植被覆盖的情形下，高层建筑格局12:00近地表空气温度较低层建筑格局要低0.22℃，这是由于高层建筑格局对太阳辐射的遮挡效果更强。随着植被覆盖率的增加，高低层建筑格局的气温差距从最初无植被覆盖时的0.22℃逐渐降低至有40％植被覆盖下的0.08℃。高层建筑格局下相同植被覆盖率增幅的降温效果要低于低层建筑格局。虽然40％的植被覆盖可以将两种建筑格局带来的差异显著降低，高层建筑格局仍具有一定优势，如节约更大土地面积，可以建设小型公园等用于居住小区居民休憩所用。