北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应.pdf

DOI:10.12171/j.10001522.20210546北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应邢小艺1,2张梦园1李晓璐1范舒欣1董丽1（1.北京林业大学园林学院，城乡生态环境北京实验室，北京100083；2.华中农业大学风景园林系，湖北武汉430070）摘要:【目的】城市化进程影响下，城市内部热环境的空间分布不均导致植物物候的空间异质性突出。秋色盛期作为落叶树种生长季的终点，其空间异质性对于城市植被的年周期固碳量及整个城市生态系统的初级生产力具有重要影响，同时会引起秋季季相景观的空间变化，是监测城市生态及景观动态的一个关键角度，值得深入探究。本研究以此为切入点，旨在揭示北京城市环境中秋色盛期的空间异质性特征及其对下垫面热环境的响应。【方法】本研究以北京主城区西北城郊梯度上 9 处公园绿地中的 5 种秋色叶树种为研究对象，基于地面物候观测对 20172019 年的秋色盛期数据进行采集，基于 MODIS 地温反演对样地热环境数据进行采集，对秋色盛期空间差异及其与秋季热环境的相关性进行分析。【结果】（1）北京主城区各树种的秋色盛期整体发生于 10 月中旬至 12 月上旬、集中于 11 月上中旬，由早到晚依次为洋白蜡、元宝枫、银杏、水杉、旱柳，且银杏雌株的秋色盛期显著早于雄株。（2）各树种秋色盛期整体上由二环三环五环五环外逐渐提前，城郊物候天数差异达（10.10.3）d；样地间物候期整体差异显著，尤其四环外样地的秋色盛期显著早于三环内。（3）各树种秋色盛期与样地秋季平均地温（LSTa）呈显著正相关（P 0.01），表明北京主城区内秋季地表热量的大量积累会导致秋色盛期延后；各树种秋色盛期对 LSTa空间差异的响应敏感度平均为（4.110.83）d/，以洋白蜡和水杉响应最为敏感。【结论】北京主城区的秋色盛期表现出对城市秋季热环境空间差异的显著响应，城市热岛效应是未来气候变化的一个缩影，城市环境中物候期对热环境空间差异的响应可反映未来气候变化对植物物候的潜在影响，即具有“空间代替时间”的研究价值。关键词：秋色盛期；空间异质性；城市热环境；地表温度；株间差异中图分类号：S731.2文献标志码：A文章编号：10001522(2024)01011912引文格式：邢小艺，张梦园，李晓璐，等.北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应 J.北京林业大学学报，2024，46(1)：119130.XingXiaoyi,ZhangMengyuan,LiXiaolu,etal.Spatialheterogeneityinleafcoloringdateandthe phenological response to thermal environment variations of Beijing landscape treesJ.Journal of Beijing ForestryUniversity,2024,46(1):119130.Spatial heterogeneity in leaf coloring date and the phenological response to thermalenvironment variations of Beijing landscape treesXingXiaoyi1,2ZhangMengyuan1LiXiaolu1FanShuxin1DongLi1(1.BeijingsLaboratoryofUrban-RuralEcologicalEnvironment,SchoolofLandscapeArchitecture,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China;2.LandscapeArchitectureDepartment,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,Hubei,China)Abstract:ObjectiveUndertheimpactofurbanization,thespatialunevennessofthermalenvironment收稿日期:20211223修回日期:20220717基金项目:2018 北京园林绿化增彩延绿科技创新工程科研项目（CEG-2018-01），中央高校基本科研业务费专项（2662022YLQD002）。第一作者:邢小艺，博士，讲师。主要研究方向：园林植物应用与园林生态。Email：地址：430070湖北省武汉市洪山区狮子山街 1 号。责任作者:董丽，博士，教授。主要研究方向：园林植物应用与园林生态。Email：地址：100083北京市海淀区清华东路35 号北京林业大学园林学院。本刊网址:http:/；http:/第46卷第1期北京林业大学学报Vol.46，No.12024年1月JOURNALOFBEIJINGFORESTRYUNIVERSITYJan.，2024withinurbanizedarealeadstomoreprominentspatialheterogeneityofurbanplantphenology.Thespatialunevennessofleafcoloringdate(LCD),theendofdeciduoustreesgrowingseasonhasafar-reachinginfluenceontheannualcarbonsequestrationofurbanvegetationandtheprimaryproductivityofurbanecosystem,alsocausesspatialvariationintheautumnseasonalaspect.Therefore,thespatialheterogeneityofleaf senescence is one critical cut-in point for monitoring urban ecology and landscape dynamics,anddeservesprofoundexploration.Regardingthispoint,thisresearchaimedtoexplorethespatialheterogeneitycharacteristics of leaf coloring date(LCD)and the phenological response to thermal environment ofunderlyingsurfaceinthehighlyurbanizedBeijingCity.MethodThisresearchselectedfiveautumn-colortreespeciesastheresearchobjectsthatdistributedin9greenspacesalongtheurban-suburbgradientinBeijingsnorthwesternurbanarea.WeappliedgroundphenologicalobservationtocollecttheLCDdataduring20172019,andcollectedthermalenvironmentdatabyretrievingMODISlandsurfacetemperature(LST).Then,we analyzed the spatial difference of LCD and its correlation with the autumn thermalenvironment.Result(1)theLCDofvarioustreespeciesinBeijingsurbanareaoccurredduringmid-OctobertoearlyDecemberandclusteredinearlyandmid-November,withthespeciesorderofLCDrankedasfollows:Fraxinus pennsylvanica,Acer truncatum,Ginkgo biloba,Metasequoia glyptostroboides,Salixmatsudana.TheLCDforfemaleginkgotreesoccurredsignificantlyearlierthanmaleones.(2)TheLCDofvariousspeciesgraduallyadvancedfromthecentralurbanareain2ndRingtotheoutskirtsbeyond5thRing,withthespatialrangeofLCDreaching(10.10.3)dinaverage.AsignificantphenologicaldifferenceexistedamongdifferentsampleplotsandtheLCDoutsideof4thRingoccurredsignificantlyearlierthanthatwithin3rdRing.(3)TheLCDofvariousspeciesshowedasignificantlypositivecorrelationwiththemeanLSTinautumn-LSTa(P 0.01),whichmeansthehighaccumulationofsurfaceheatinautumncandriveleafsenescencetodelayinBeijingsurbanarea.TheresponsesensitivityofLCDtothespatialvariationofLSTawas(4.110.83)d/withF.pennsylvanicaandM.glyptostroboidesasthemostsensitivespecies.ConclusionTheleafcoloringdateshowsasignificantresponsetothespatialvariationofsurfacethermalenvironmentinBeijingsurbanarea.UHIeffectrepresentsthemicrocosmsoflong-termclimatechange,andthephenologicalresponsetothermalenvironmentvariationinurbanareacanreflectthepotentialimpactoffutureclimatechangeonplantphenology,i.e.,aspace-timesubstitution.Key words:leafcoloringdate;spatialheterogeneity;urbanthermalenvironment;landsurfacetemperature;interindividualdifference工业革命时代以来，人类经济社会的快速发展显著改变了城市热环境，并对城市植被的生长发育节律产生突出影响。20 世纪 80 年代末是全球气候变化及城市化发展的重要拐点1，在气候变暖及城市热岛的协同作用下，城市热环境发生急剧改变，加剧了城市植物物候的时空异质性23，进而对城市生态46、植物景观78及公众健康9等造成突出影响。已有研究表明，当前城市地区的升温程度已超过未来几十年全球气温的预测变化量10，因而城市环境是观察和模拟植物物候如何响应全球变暖的绝佳场所11，物候期的空间异质性及其对城市热环境的响应可反映未来气候变化对植物物候的潜在影响1213，即具有“空间代替时间”（space-for-timesubstitution）的重要研究价值。城乡物候差异是城市植物物候空间异质性的一个典型现象，诸多研究表明，受热岛效应影响，与乡村或郊区相比，城区的春季物候明显提前1416，秋季物候延后1718，生长季延长13,19；此外城市内部的物候期也呈现空间异质性现象，且生长季物候和叶衰老物候分别受到春季、秋季热环境空间差异的显著影响13,17,2021。北京作为城市化水平突出的超大城市，其城市化区域自 20 世纪 80 年代以来由中心二环区域至周边呈环状持续扩张，热岛效应突出。随着城市下垫面景观格局的复杂性增加，城市热环境的空间异质性增强14,22，从而导致城市内部植物物候的空间异质性程度和复杂性愈加显著2324，而当前聚焦北京地区植物物候空间异质性的研究较少。此前，王静等25探究了 7 种春花草本的开花物候在北京城市化梯度上的变化特征，发现其花期从市中心至五环外显著延后且与样地热有效积温呈显著负相关。尚未有研120北京林业大学学报第46卷究关注北京城市环境中秋色盛期物候的空间差异及其响应机制。秋色盛期作为落叶树树叶衰老进程的关键阶段及营养生长的终点，是植株落叶前完成营养物质回收，保护其免受冬季冻害的关键物候阶段，也是下一个年周期植物正常重启生长发育的重要保障26。秋色盛期变动关系到植株生长季长短及每年的碳吸收和养分积累，进而会影响整个城市生态系统的生产力5,27。同时秋色叶作为北京等温带城市植物景观的关键构成，秋色盛期的时空动态会对城市秋色观赏季的时间安排及季相景观产生直接影响28。由此可见，秋色盛期物候对于城市树木生长、生态系统和植物景观十分重要，因而对秋色盛期的空间异质性进行探究正是了解城市热岛效应如何影响城市景观及生态的重要切入点。以此为出发点，本研究对北京主城区内主要秋色叶树种秋色盛期的空间异质性特征进行了探究，旨在揭示城市热环境空间差异对以秋色盛期为代表的叶衰老物候的影响，在城市气候急剧变化的背景下，从植物物候的角度为城市植被的可持续营建、监测及管理提供一定参考。1研究区概况及研究方法1.1 研究区概况北京（39284103N，1152511735E）位于华北平原西北边缘，西部和北部被太行山、燕山余脉环抱。温带季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。春秋季短促，植物景观丰富；夏冬季漫长，季相相对单调。目前北京市主城区集中分布于六环内，以西北象限的城市化水平最为突出。本研究以北京主城区内城市化最突出的西北象限为研究区域，涵盖西城区、东城区和海淀区。为探究各树种秋色盛期从中心城区至西北近郊的空间递变规律，样地设置在北京六环内，从南二环至北西北方向上分布的多处城市绿地。样地选择要求绿地建成期较长，树种丰富，植被茂盛，树木养护条件良好，植株生长发育健康（无病虫害等胁迫），满足多树种物候观测的基本条件。根据此标准，选择以下9 处公园绿地作为研究样地：北京植物园、颐和园、奥林匹克森林公园南园（以下简称奥森南园）、地坛公园、玉渊潭公园、北海公园、景山公园、陶然亭公园、龙潭公园。各样地分布于不同环区，距北京城市中心天安门广场有不同距离，形成一定城郊梯度分布（图 1）。陶然亭公园、龙潭公园位于南二环，北海公园、景山公园位于北二环，玉渊潭公园、地坛公园分别位于西三环、北三环，奥森南园、颐和园分别位于北五环和西北五环，北京植物园位于五环外。因北京主城区西北部的四环与三环间并无符合条件的绿地，故未在四环环区内设置样地。1.2 研究对象研究对象为北京主城区常见的 5 种秋色叶树种：银杏（Ginkgo biloba）、旱柳（Salix matsudana）、水杉（Metasequoia glyptostroboides）、元 宝 枫（Acertruncatum）、洋白蜡（Fraxinus pennsylvanica）。选择这 5 个树种主要出于以下考虑：首先，其在北京园林N2 km样地 Sample plot环线 Ring road北京城中心 Beijing City Center距北京城中心的直线距离Distance from Beijing City Center6th Ring Road5th Ring Road4th Ring Road2nd RingRoad3rd Ring Road图1物候观测样地分布Fig.1Distributionofsampleplotsforphenologicalobservation第1期邢小艺等：北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应121绿地中应用广泛，在 9 处样地中皆有分布，作为物候观测及研究对象有充足的样本量；再者，其秋色景观突出，叶变色期较为集中，秋色盛期形态特征清晰、明确易识别。5 个树种的秋色盛期形态如图 2所示。关于样株的选择，根据中国物候观测法29，各样地中每一树种选择 10 株以上生长发育良好、长势旺盛、无病虫害等生理胁迫、生长于光照充足空间处的成龄植株作为观测样株，要求各样株尽可能均匀地分布于样地内部，以代表样地物候整体情况。考虑到前人研究发现银杏雌株与雄株的叶衰老期存在一定差异3031，在银杏样株的选择上选取同等株数的雌株和雄株，对其秋色盛期分别观测记录。1.3 物候数据的采集与处理1.3.1物候观测秋色盛期指植株上 90%叶片完全变色的日期，用日序表示（dayofyear，DOY），即自然年自 1 月1 日起的第 n 日。各树种秋色盛期的物候观测以中国物候观测方法29为标准，于 20172019 年共持续 3 年作为重复，每年由 9 月初降温始观测至 12 月落叶末。各样地物候期由 12 名固定观测者以 12d 为观测周期进行持续观测，考虑到秋季叶色变化常于植株经过夜晚低温诱导后发生，故于每日上午8:00 开始进行观测。1.3.2物候数据的处理与计算以各样地秋色盛期的最大值和最小值之差计算秋色盛期的空间极差。为对各样地多树种的整体秋色盛期进行对比，将每一树种在各样地中的秋色盛期值进行 Z-score 标准化处理，即将不同量级的物候期数据（DOY）转化为统一量度的均值为 0、标准差为 1 的标准化数据32。每样地以其中 5 个树种秋色盛期 Z-score 标准化值的均值衡量该样地秋色盛期的整体早晚情况。1.4 地表温度数据的采集与处理前人研究表明，城市环境中叶衰老物候的空间差异主要受到秋季热环境空间差异的影响17。为探究北京主城区内秋色盛期对热环境空间差异的响应规律，本研究对各样地秋季（911 月）地表温度数据（landsurfacetemperature，LST，以下简称地温）进行采集。地温数据来自 MODIS（中分辨率成像光谱仪）的 MOD11A1 产品，时间分辨率为 1d，空间分辨率为 1km（实际为0.93km）。1.4.1MODIS 地温数据的获取从NASA-EARTHDATA数据库下载20172019年北京地区（h26V04、h26V05）的每日 MOD11A1 产品。使用 MRT 工具对数据进行预处理，包括数据拼接、波段筛选和投影转换，提取 LST_Day_1km（日间地表温度）及 LST_Night_1km（夜间地表温度）两个波段的数据以计算日均温。将数据导入ARCGIS，通过坐标系转换和去除无效值对数据进行进一步校正。受云层遮挡影响，一些日期的MOD11A1 产品存在部分样地数据缺失的情况。对于本研究，如果某日产品出现日间或夜间样地数据缺失，则该日数据无法支持样地间的日均地温对比，被视为无效。基于此标准对每日产品的数据有效性进行逐一排查，20172019 年各年的数据有效天数大于 25%，平均每 45d 即有一日数据有效，故每5d 取一次数据。在 ARCGIS 中导入北京主城区的 Worldview-3遥感影像，明确各样地的 MODIS 栅格像元范围，每日数据提取各像元的日间地表温度（LST_Day_1km）和夜间地表温度（LST_Night_1km）值（图 3）。旱柳Salix matsudana银杏Ginkgo biloba洋白蜡Fraxinus pennsylvanica水杉Metasequoia glyptostroboides元宝枫Acer truncatum图2各树种秋色盛期的植株形态Fig.2Plantmorphologyofvarioustreespeciesduringtheleafcoloringdate122北京林业大学学报第46卷1.4.2MODIS 地温数据的处理与计算MOD11A1 产品的像元大小（1km1km）与各样地的空间尺度相近，即某样地的整体热环境可用14 个像元的 LST 数据计算得到。对于位于 1 个像元内的样地，其 LST 值取该像元的数据值；对于跨多个像元的样地，以各像元占该样地面积的比例为权数对各像元的 LST 数据值进行加权平均，计算结果为该样地的整体 LST 值。通过以下公式将 MODIS 地温数据的像元亮度值换算为摄氏度值33。LSTC=0.02TD273.15(1)TDLSTC式中：指 MODIS 地温数据的像元亮度值，指地温数据的摄氏度值。取日间地温、夜间地温的均值为日均地温值。基于日均地温数据计算各样地秋季 911 月各月的月均地温，以 911 月各月月均地温取平均计算秋季平均地温 LSTa。1.5 数据分析1.5.1北京主城区秋色盛期的空间异质性特征分析以物候期空间极差反映北京主城区内秋色盛期的城郊物候差异，以样地中各树种秋色盛期 Z-score 标准化值的均值来衡量该样地秋色盛期的整体早晚情况并进行差异显著性分析，以揭示北京主城区内秋色盛期的空间异质性特征。1.5.2秋色盛期与样地秋季平均地温的 Pearson 相关性分析以秋季平均地温 LSTa衡量各样地在秋色物候发育阶段的地表热环境特征，对各样地秋色盛期值与秋季平均地温进行 Pearson 相关性分析及线性拟合，以探究各树种秋色盛期对秋季地表热环境空间差异的响应。以相关系数绝对值|r|、线性拟合度R2衡量各树种秋色盛期与 LSTa的相关性强弱，以回归系数绝对值|k|衡量秋色盛期对 LSTa空间差异的响应敏感度34。2结果与分析2.1 北京主城区各树种秋色盛期的整体特征根据 20172019 年物候数据，北京主城区各树种的秋色盛期整体发生于 10 月中旬至 12 月上旬，集中发生于 11 月上中旬，各树种秋色盛期由早到晚依次排序为洋白蜡、元宝枫、银杏、水杉、旱柳。洋白蜡的秋色盛期整体发生于 DOY283318（10 月10 日11 月14 日），多年平均为DOY（300.09.1）（10 月 27 日）。元宝枫的秋色盛期整体发生于DOY289324（10 月 16 日11 月 20 日），多年平均为 DOY（307.86.9）（11 月 4 日）。水杉的秋色盛期整体发生于 DOY295330（10 月 22 日11 月 26日），多年平均为 DOY（313.47.2）（11 月 9 日）。旱柳的秋色盛期整体发生于 DOY306343（11 月2 日12 月 9 日），多年平均为 DOY（326.49.3）（11 月 22 日），显著晚于其他树种。银杏的秋色盛期整体发生于 DOY291329（10 月18 日11 月25 日），多年平均为DOY（310.16.6）（11 月 6 日）。银杏雌株的秋色盛期显著早于雄株（P 龙潭公园（0.7880.141）陶然亭公园（0.7720.104）玉渊潭公园（0.5690.196）景山公园（0.4210.204）地坛公园（0.3070.289）奥森南园（0.9860.119）颐和园（1.2040.160）北京植物园（1.5150.224），即秋色盛期整体上由二环西三环北三环北五环西北五环五环外逐渐提前。且各样地的秋色盛期标准化表120172019 年各树种秋色盛期数据（日序）Tab.1Datainleafcoloringdate(DOY)ofvariousspeciesduring20172019树种Treespecies年份Year样地Sampleplot北京植物园BeijingBotanicalGarden颐和园SummerPalace奥森南园SouthOlympicForestPark地坛公园DitanPark玉渊潭公园YuyuantanPark北海公园BeihaiPark景山公园JingshanPark陶然亭公园TaorantingPark龙潭公园LongtanPark洋白蜡Fraxinuspennsylvanica2017287.5289.5290.0297.2297.5297.5296.0295.1298.02018295.0297.2298.9305.0303.7305.5303.0306.3303.32019299.3300.5302.1308.0304.7307.0306.5307.0306.53年平均Meanofthreeyears293.9295.7297.0303.4301.9303.3301.8302.8302.6元宝枫Acer truncatum2017301.5302.0302.5309.0308.5311.0305.0309.0311.02018299.3301.5302.3305.1308.2311.0310.0310.7311.02019308.1308.0309.0313.5311.3316.0312.5314.2314.33年平均Meanofthreeyears303.0303.8304.6309.2309.3312.7309.2311.3312.1水杉Metasequoiaglyptostroboides2017312.5312.3313.8318.0319.0319.4317.0318.0321.02018311.0308.0308.8318.0317.8322.0321.0319.5321.52019313.2311.5312.5319.5320.0319.0318.0321.0319.63年平均Meanofthreeyears312.2310.6311.7318.5318.9320.1318.7319.5320.7旱柳Salix matsudana2017322.2324.1325.4330.0331.8329.4330.0331.3333.02018319.7323.9323.3328.5327.5327.6329.0330.8329.62019318.0319.8319.0325.0325.4327.6326.0327.3326.53年平均Meanofthreeyears320.0322.6322.5327.8328.2328.2328.3329.8329.7银杏Ginkgo biloba2017302.6305.5306.8308.3311.9312.8311.2309.4312.42018304.7308.0307.0311.0311.1313.7311.5314.7312.82019306.0305.1307.5311.0314.6314.4312.8313.2313.13年平均Meanofthreeyears304.4306.2307.1310.1312.5313.6311.8312.5312.7银杏雌株FemaleG.biloba2017297.4304.3303.0305.8309.1307.0308.2309.3308.02018299.7302.5300.0304.8308.4308.5307.4309.3309.02019301.2303.0302.7305.9309.0309.0310.7307.8308.53年平均Meanofthreeyears299.4303.3301.9305.5308.8308.2308.8308.8308.5银杏雄株MaleG.biloba2017307.4313.7310.6317.0315.6315.3314.2317.8316.02018310.5313.5313.0315.7318.0317.5315.4318.2317.62019309.6313.7310.0315.2319.0318.4317.0317.6317.53年平均Meanofthreeyears309.2313.6311.2315.9317.5317.1315.5317.9317.0注：表中各样地的物候值取自样地内多样株的物候期均值。Note:phenologyvalueforeachsampleplottakestheaveragephenologyofmultiplesamplingtreesinthesampleplot.124北京林业大学学报第46卷值均值与样地距北京城中心的直线距离呈显著负相关（r=0.956，P0.001），体现了树木秋色盛期随着远离城中心逐渐提早的空间递变规律。各样地秋色盛期整体差异显著（P0.001），尤其四环外样地的秋色盛期显著早于三环内（P0.05），二环内北海公园、龙潭公园、陶然亭公园及西三环玉渊潭公园的秋色盛期无显著差异（P0.05），北二环景山公园与北三环地坛公园的秋色盛期无显著差异（P0.05）。而除了样地间物候期的明显分异，秋色盛期在样地内也呈十分明显的株间差异，以银杏最为突出。图 5 显示：各样地内银杏秋色盛期的株间极差平均达（17.02.1）d，株间标准差平均达（4.90.5）d，除去不同性别植株物候差异的影响，样地内银杏雌株和银杏雄株秋色盛期的株间极差仍分别达（8.31.9）d、（9.23.3）d，株间标准差分别达（2.70.6）d、（3.21.1）d。受样地间和样地内株间物候差异的影响，北京主城区银杏的秋色盛期整体可持续 30 余日。330325320315310305300295290DOY北京植物园Beijing Botanical Garden颐和园Summer Palace奥森南园South Olympic Forest Park地坛公园Ditan Park玉渊潭公园Yuyuantan Park北海公园Beihai Park景山公园Jingshan Park陶然享公园Taoranting Park龙潭公园 Longtan Park年份 Year201720182019图5各样地银杏秋色盛期Fig.5leafcoloringdateofGinkgo bilobainvarioussampleplots2.3 秋色盛期对秋季地表热环境差异的响应基于秋季平均地温 LSTa对各样地秋季地表热环境进行对比分析。秋季地温最高值出现于二环内的北海公园（16.540.67）、陶然亭公园（16.410.69），最低值出现于五环外的北京植物园（14.130.72）及颐和园（14.690.48），从城中心二环至西北郊五环外整体降低，热岛效应减弱，最大地温差达 2.41（图 6）。各样地间秋季均温整体差异显著（P0.001），尤其四环外绿地的秋季均温显著低于三环内（P0.05）。18171615141312北京植物园Beijing Botanical Garden颐和园Summer Palace奥森南园South Olympic Forest Park地坛公园Ditan Park玉渊潭公园Yuyuantan Park北海公园Beihai Park景山公园Jingshan Park陶然享公园Taoranting Park龙潭公园 Longtan Park秋季平均地温Mean LST in autumn/年份 Year2017201820193 年均值 Mean of three years图620172019 年北京主城区各样地秋季平均地温Fig.6MeanLSTofautumn(LSTa)invarioussampleplotsofBeijingsurbanareaduring20172019基于相关性分析探究各树种秋色盛期对样地秋季地温的响应（图 7），洋白蜡、元宝枫、银杏（雌株及雄株）、水杉、旱柳的秋色盛期皆与各样地秋季平均地温呈显著正相关（P0.01）。这表明北京主城区内秋季地表热环境对各树种秋色盛期具有显著的正向影响：在秋季地表温度偏高的中心城区，秋色盛期偏晚；而在地表温度偏低的四环外，秋色盛期偏早。各树种秋色盛期与 LSTa的相关系数r 平均为（0.940.02）；线性拟合度R2平均为（0.880.04）；回归系数绝对值即响应敏感度|k|平均为（4.110.83）d/，即样地间 1 的秋季地温差异会导致平均 4.11d 的秋色盛期差异。5 个树种中，洋白蜡、水杉的秋色盛期与秋季平均地温的相关性整体最强（r分别为0.97，0.95）、响应敏感度最高（|k|分别为4.48，4.54），表明其对秋季热环境空间差异的响应更为敏感。而银杏秋色盛期与秋季地表热环境的相关性和响应敏感性最弱，银杏雌株、雄株秋色盛期与样地秋季地温的相关系数r、线性拟合度 R2及响应敏感度|k|明显低于其他树种，这与样地内不同银杏植株的秋色盛期存在突出株间差异有关。3讨论3.1 北京主城区秋色盛期的空间异质性及其响应机制本研究发现北京主城区内各秋色叶树种的秋色盛期整体上由二环内的中心城区至西北郊五环外逐渐提前，城郊差异达 10d 以上；各样地的秋色盛期呈显著的空间异质性（P 0.01），尤其三环内样地的秋色盛期显著晚于四环外，而三环内各样地间物候差异并不甚突出；这一异质性格局的形成受到样地间秋季地表热环境差异的显著影响（P 0.05）。杨敏等35研究指出，20 世纪 80 年代以来，受城市化进第1期邢小艺等：北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应1253032017洋白蜡 Fraxinus pennsylvanica元宝枫 Acer trancatum银杏 Ginkgo biloba水杉 Metasequoia glyptostroboides旱柳 Salix matsudana2018201920172018201920172018201920172018201920172018201920172018201920172018201929829328828327810y=5.71x+208.07R2=0.95,r=0.97*y=3.75x+242.05R2=0.93,r=0.96*y=3.97x+239.86R2=0.95,r=0.97*y=4.72x+235.66R2=0.86,r=0.93*y=4.63x+232.31R2=0.85,r=0.92*y=2.98x+263.50R2=0.86,r=0.93*y=3.62x+254.74R2=0.82,r=0.91*y=2.97x+263.01R2=0.86,r=0.93*y=3.70 x+250.81R2=0.86,r=0.93*y=3.93x+246.92R2=0.80,r=0.90*y=3.85x+243.73R2=0.83,r=0.91*y=3.34x+252.24R2=0.81,r=0.89*y=3.34x+264.03R2=0.80,r=0.89*y=2.35x+277.84R2=0.84,r=0.91*y=3.47x+259.07R2=0.80,r=0.90*y=3.85x+258.89R2=0.87,r=0.93*y=5.84x+222.66R2=0.93,r=0.96*y=3.94x+253.05R2=0.89,r=0.94*y=4.20 x+265.45R2=0.84,r=0.92*y=3.30 x+273.91R2=0.88,r=0.94*y=4.46x+251.06R2=0.87,r=0.93*15201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015201015秋季平均地温 Mean LST in autumn/2010152031130630129629128631430930429929428931631130630129629131531030530029529032131631130630429631831330830329829332031531030530029532031531030530029531330