快速城市化过程中不透水面持续扩张是影响城市热环境变化的重要原因.科学测度城市不透水面变化及其与热环境之间的关系,可以为有效制定合理的城市蓝绿空间规划提供依据.基于南宁市主城区2003-2019年间Landsat遥感影像,利用面向对象分类方法获取城市土地利用数据,借助辐射传输方程反演地表温度,定量分析城市不透水面与热环境效应的时空格局演变特征,运用双变量空间自相关方法探索城市不透水面与热环境效应的空间关系和集聚规律.研究结果显示,近15年来南宁市主城区不透水面的面积显著增加,城市主要沿环路以内的老城区和主要交通要道不断向外扩展,主要扩张方向为向东和向南.城市热场由中温区占主导,低温区和次低温区的面积波动下降,高温区与次高温区的范围逐渐蔓延,城市热岛效应有所加剧.南宁市热岛分布格局由单中心转变为多中心,新开发区的热岛效应明显增强.南宁市主城区不透水面与热环境效应之间呈现明显正相关关系,从2003-2019年相关性逐渐增强.空间集聚类型以高-高聚集和低-低集聚为主,高-高聚集区主要分布于城市中心,低-低聚集区位于东部绿地比例较高及河流分布集中的地区.该研究通过探讨南宁市主城区不透水面与热环境的空间关系,明确二者空间集聚与分异特征,有助于识别城市热环境亟需优化改善的区域,进而通过增加城市绿地和水体斑块,加强城市绿地生态网络建设等方式实现城市蓝绿空间优化配置以缓解热岛效应.研究结果可以为城市景观格局优化和生态宜居城市建设提供指导.