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在城市物候研究中，物种组成对物候响应城市化的影响尚不明确。研究人员通过结合实验、卫星物候数据和地理参考树出现记录，开展 “Tree species composition governs urban phenological responses to warming” 主题研究。结果表明物种组成驱动城乡物候差异，这对城市生态和气候变化研究意义重大。
城市，作为人类活动的密集区域，在全球气候变化的大背景下，正经历着独特的生态变化。城市热岛效应使得城市温度普遍高于周边乡村，这一现象为研究植物物候对气候变暖的响应提供了特殊的 “天然实验室”。植物物候，即植物生长、发育过程中随着季节变化而发生的各种现象，如发芽、开花、结果等，其变化对生态系统的结构和功能有着深远影响。然而，目前在城市物候研究领域，一个关键问题亟待解决：物种组成在城市物候对城市化及气候变暖的响应中，究竟扮演着怎样的角色？过去的研究虽然关注到城市与乡村树木物候存在差异，也知道这可能与当地气候和物种组成有关，但物种组成的具体影响程度却一直模糊不清。这一知识空白阻碍了我们对城市生态系统变化的深入理解，也影响了应对气候变化策略的制定。为了填补这一空白，北京师范大学等研究机构的研究人员开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为城市物候研究带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用卫星遥感数据，获取大范围的植被物候信息，包括从 MODIS 全球植被物候产品（MCD12Q2 V6）中提取 2003 - 2020 年的春季物候起始日期（SOS） ，以及通过 Landsat 影像计算增强植被指数（EVI）来分析北京地区的植被动态。其次，借助全球生物多样性信息设施（GBIF）的地理参考树种出现记录，量化城乡物种组成差异。此外，在北京开展了物种水平的实验，通过控制环境条件，研究不同树种对城市化的响应。
研究结果如下：
- 城乡物种组成变化对春季物候响应的影响：研究人员对 135 个北半球城市进行研究，发现 97% 的城市中，城区春季温度显著高于乡村，66% 的城市城区 SOS 早于乡村。通过计算温度敏感性（ST） ，发现 51% 的城市城区ST高于乡村，亚洲城市的城乡ST差异尤为明显。进一步分析表明，beta 多样性（一种量化物种组成差异的指标）是ST城乡差异的主要驱动因素，而物种丰富度差异影响较小。这意味着，城乡物种组成的不同，而非简单的物种数量差异，对春季物候的温度敏感性影响巨大。
- 春季物候对城市化的物种特异性响应：在北京的研究中，研究人员将北京划分为六个同心区域以代表不同城市化水平。利用 Landsat 影像分析发现，城区 SOS 比乡村早 15 天，且城区ST更高。通过对银杏（Ginkgo biloba）、元宝枫（Acer truncatum）、悬铃木（Platanus occidentalis）和白蜡树（Fraxinus chinensis）的实验和卫星观测表明，不同物种对城市化的响应存在显著差异。除悬铃木外，城市优势物种在城区的ST高于乡村，而乡村优势物种则相反。这揭示了物种特异性响应在城乡物候差异中的重要作用。
研究结论和讨论部分指出，物种组成在塑造城市春季物候温度敏感性的城乡差异中起着关键作用。这一发现具有多方面的重要意义：在物候预测方面，仅依靠卫星数据可能无法准确反映单个物种对气候变化的响应，将物种特异性数据纳入研究有助于提高预测准确性；在生态系统层面，物种组成影响植物物候，可能导致物种间的错配，进而破坏营养级相互作用，影响生态系统功能，因此在植被模型中考虑这些动态变化至关重要；从城市生态学研究角度，认识到群落结构的重要性，有助于更好地利用城市作为 “自然实验室” 探索生态系统功能；在城市规划实践中，合理管理城市物种组成可以缓解城市热岛效应，增强城市对气候变化的适应能力。这项研究强调了在城市物候研究中考虑物种组成的必要性，为后续研究和城市生态管理提供了重要参考。未来研究可进一步拓展数据集，纳入更多植被类型，以更全面地理解城市物候现象。
