本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
城市地区正在不断扩大——随之而来的是受城市生活影响的树木数量也在增加。虽然发展常常导致森林砍伐，但在城市的阴影下仍然生长着大量的树木。根据2000年发布的一份报告，美国2.8%的树冠覆盖率在城市中，近四分之一位于周围的都市区（城市县）。
城市树木必须应对与乡村地区或原始森林树木非常不同的生长条件。城市是臭名昭著的热岛：沥青和深色屋顶吸收足够的热量，与周围的非城市地区相比，平均夏季夜间温度升高 2-5°F，晴朗的夜晚甚至高达 22°F。更热的夜晚意味着更多的蒸发，可能导致土壤水分流失。由于汽车尾气排放量增加，二氧化碳水平更高。汽车和化肥的普及增加了污染径流，改变了土壤的养分有效性。
适应非城市生活方式的树木在这些环境下表现如何？根据发表在《城市生态系统》杂志上的一项研究结果，在美国太平洋西北地区常见的针叶树西部红雪松（Thuja plicata）生长速度更快，但产生的幼苗更少，这可能会使这些城市森林生态系统走上不可预测的长期轨迹。
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来自加利福尼亚大学和华盛顿大学的研究人员比较了西雅图城市内（每平方英里 5,000 至 12,000 人）、城市外农村地区（每平方英里 150 至 3,000 人）以及雷尼尔山国家公园（无人区）的原始森林中的林地，测量了气温和土壤氮含量作为养分的替代指标。他们通过数树木年轮和测量周长来测量西部红雪松的生长速度，并统计了三种森林类型中的幼苗数量。选择该物种是因为它是一种晚期演替树种，即使在森林树冠下相对黑暗的环境中也能生长。
正如预期的那样，城市和乡村森林的环境截然不同：城市中的气温和土壤氮含量都较高。但与先前的一项长期研究（该研究将太平洋西北地区树木死亡率增加归因于气温升高）相反，城市中的西部红雪松比乡村的生长得更快。作者推测，较高的温度延长了生长期，使每棵树有更多的时间向天空伸展，而过量的氮可能起到了肥料的作用。
然而，即使在同一个物种内，环境变化也未必像对成年树木那样有利于幼苗的生长。幼苗对土壤湿度非常敏感，在温暖气候下，蒸发增加会导致幼苗更容易脱水。而额外的氮冲击可能会使幼苗不堪重负，导致其死亡。
鉴于这些预测，研究人员预计会看到幼苗成活率的梯度变化，城市中幼苗最少，乡村森林中较多，原始森林中最多。但令他们惊讶的是，与原始森林相比，城市和乡村地区的西部红雪松幼苗数量都“低得惊人”。
很难弄清楚为什么幼苗在发达地区未能生长：这可能是由气温升高和氮含量增加（研究人员明确测量的因素）引起的，也可能是由这些因素的间接影响引起的，例如土壤水分减少。城市和乡村森林的人类活动较多，因此这些受干扰较多的森林中的幼苗可能被踩死。城市和乡村森林中的树木也可能太年轻，无法产生大量幼苗。原始森林有更多的成熟树木，这些树木产生更多的富含种子的球果。
这些发现对城市森林意味着什么？结合早期论文的结果，气温和氮含量的升高——与全球变暖预期的结果并无不同——显然正在以不同的方式影响各种树种的生长和繁殖。最终，这可能会调整我们在区域森林中看到的典型物种组成。
在不同的地区，随着森林的成熟，会有一系列相当可预测的物种进行定殖、繁荣和变得稀有，这个过程被称为演替。例如，在太平洋西北地区，西部红雪松往往是最后进入森林的物种之一，取代了 ранее 占据生态系统的其他物种。如果环境变化阻止其成功繁殖，那么它可能不再是成熟的城市太平洋西北地区森林中的常见物种，而是在新环境中茁壮成长的物种将取而代之。
这并不意味着森林会衰败或消失——它们可能只是看起来与我们最熟悉的森林不同。
O’Brien A.M.，Ettinger A.K. & HilleRisLambers J. (2012)。城市森林碎片中的针叶树生长和繁殖：未来对全球变化的响应预测因素？，《城市生态系统》，15 (4) 879-891。DOI: 10.1007/s11252-012-0250-7