土地利用历史塑造城市公园夜间降温能力与森林结构的差异格局

这篇研究通过分析蒙特利尔33个不同历史土地利用类型（农业/工业/森林）公园的森林结构与降温效应，揭示了工业用地遗留公园夜间降温能力显著低于其他类型（1.0±0.09°C vs 1.3-1.4°C），其周边社区移民比例高14%、收入低1849加元，证实历史环境不公持续影响当代生态服务分配。研究创新性提出树木基面积（basal area）与降温的昼夜相反效应（日间正相关+0.72m2/ha，夜间负相关），为城市绿地混合管理策略（大小乔木组合）提供实证依据。

　　

引言：城市绿地的时空烙印

城市公园作为动态生态系统，其当前功能深受历史决策影响。蒙特利尔案例显示，公园开发前的土地利用类型（农业/工业/森林）通过改变土壤结构、养分循环等遗留效应，持续塑造着当代树木群落特征与降温服务能力。工业用地转型的公园尤其值得关注——这些区域历史上多位于低收入移民社区，当前仍面临夜间降温不足的生态赤字。

研究方法：多维度数据融合

研究团队采用历史档案重建、森林调查与温度传感网络相结合的方法：

1. 历史溯源：通过市政档案与卫星影像，将27个公园的33个样地按前身土地利用分为三类，包括采石场转型的工业遗址公园（如安格里尼翁公园多地块样本）；

2. 森林调查：在0.08ha样方内测量≥5cm dbh树木的基面积（0.29-55.0m²/ha）、中值胸径（6.4-64.6cm）及物种数（1-11种），<5cm小树采用0.005ha微型样方；

3. 温度监测：2023年夏季部署115个传感器（1.5m高度），以500m外停车场为对照，计算昼夜温差（精度±0.1-0.5°C）。

关键发现：历史烙印的生态表达

降温能力的分异

工业遗留公园呈现显著昼夜差异：日间降温1.4±0.09°C与其他类型相当，但夜间仅1.0±0.09°C。这与森林遗留公园（昼夜1.5/1.4°C）形成对比，暗示工业区高密度建筑环境加剧夜间热岛效应。

森林结构的遗产

• 基面积：森林遗留样地大树基面积最高（较工业样地高2.72m²/ha），反映自然演替优势；

• 树体大小：工业样地树木胸径最大（+8.8cm），源于市政种植规范要求5-7cm dbh起栽；

• 小树密度：农业遗留样地<5cm树木基面积最高（0.56m²/ha），可能与农田肥沃表土有关。

机制解析：树木结构的昼夜博弈

贝叶斯模型揭示关键关系链：

1. 大树基面积：每增加1单位，日间降温+0.15°C但夜间-0.12°C，因密集树冠阻碍夜间散热；

2. 小树集群：高密度<5cm树木反而提升夜间降温，可能通过减少下层热辐射；

3. 物种多样性：对降温无显著影响，突显结构而非种类的主导作用。

社会生态耦合：环境正义的当代回响

人口普查数据显示工业遗留公园周边：

• 移民比例超蒙特利尔均值3.5%；

• 收入中位数低1849加元；

• 独立屋比例少7.3%。

  但所有公园1km半径内居民学士学位比例均超全市均值5-14%，暗示"绿色绅士化"风险。

管理启示：平衡的艺术

研究提出三维度策略：

1. 空间配置：在工业遗留公园增加小树集群（3-5cm dbh）提升夜间降温；

2. 结构优化：避免单一大树草坪式设计，采用"大树遮荫+小树下木"混合模式；

3. 社会政策：配套社会住房措施防止绿色项目引发的社区置换。

未来展望

该研究开创性地将土地历史、森林生态与城市气候服务联结，为"基于自然的解决方案"（NbS）提供时空维度新认知。后续可拓展至空气净化、生物多样性等多服务评估，并加强社区共治模式研究，确保生态修复与社会公平协同推进。