随着城市化进程的加速和城市环境问题的加剧,人们已越来越认识到城市植被在城市生态环境和可持续发展中的重要作用,而城市植被的价值在于其生态系统生态服务功能的实现,其中城市植被小气候研究是城市植被生态服务功能研究的重要组成部分,调节小气候是城市植被自身所表现出来的间接服务功能即生态效益之一。目前对城市区域人工植被的小气候研究已较为普遍,且对其小气候特征总结也较为完备,而对于作为城市植被重要组成部分的半自然植被(人为干扰下形成的次生植被)的小气候研究较少。本文选择上海新江湾城“生态源”(原江湾机场)典型植被类型落叶阔叶林作为研究对象,它是废弃机场在较少人为干扰下形成的城市区域半自然植被。在新江湾城生态源选择典型群落类型设置固定样方作为林内小气候监测点,选择林外旷地作为同一区域内的对照,同时选择中心城区(徐家汇)、上海植物园旷地和辰山旷地作为不同城市区域的对照点,进行不同监测点与生态源半自然植被小气候特征同期对比,以总结城市区域半自然植被的小气候特征。本文得出以下结论:(1)在2006.08至2007.03监测时间段内,新江湾城生态源林内、林外空气温度月均值差异不显著,而仅在夏季林内空气温度月均温略低于林外旷地,但林内空气温度极值与林外旷地有显著差异,即空气温度月最高值林内显著低于林外旷地,空气温度月最低值林内显著高于林外旷地。这也证明了落叶阔叶林具有减缓空气温度波动和振幅的功能。徐家汇空气温度日较差和月较差显著高于生态源测点,且新江湾城生态源半自然植被对空气温度振幅的减缓作用以夏、秋季较为明显,而冬季、春季则显著减弱。同时新江湾城生态源林内、外空气温度昼夜比较也表明白天林带内空气温度高于旷地,但夜间林内和林外旷地空气温度差异不显著。在2006.08-2006.11监测时段内,生态源林内空气相对湿度显著高于林外旷地,且这种差异秋季大于夏季,而林内、林外旷地极值差异不显著。夏季生态源空气湿度日较差显著低于中心城区(徐家汇),而秋季则相反,这说明了植被对空气相对湿度日波动和振幅调节作用季节性差异较大,这与植物蒸腾作用强弱的季节性变化有关。在阴雨、多云天气下空气温度日变化林内外均呈倒U形,夜间林内外差异不显著趋于相等,而白天空气温度峰值林外高于林内,且林外波动幅度大,峰值出现时间滞后于林内,而晴好天气下,日变化同样也呈倒U形,但夜间、白天差异显著,林外均高于林内,峰值出现时间林内外相一致,其波动幅度同于多云或雨天情况下。新江湾城生态源林、内外空气相对湿度日变化都呈U形变化规律,同样多云、雨天情况下夜间林内外差异不显著,白天林内略高于林外,而晴好天气下全天林外均略低于林内,不同天气状况下峰值均出现在日出前后,最低值出现在12:00前后。(2)在秋季和冬季,生态源林内和植物园旷地的空气温度无显著差异,而两者都略高于辰山旷地。同时秋季空气温度日波动和振幅呈现由远郊至城区逐渐递减规律,但从空气湿度变化角度而言,从城区至近郊再到远郊呈空气湿度增大趋势,而空气相对湿度日波动和振幅也呈现同样规律,而冬季三测点的空气温度和空气湿度日波动和振幅无显著差异。(3)除2006.08月外,其他月林内、林外旷地空气温度和空气相对湿度变化均呈显著的线性关系,且线性关系的斜率代表了林内外变化相关程度的季节性变化。(4)在2006.08至2007.03监测时段内,新江湾城生态源林外旷地0-10cm、10-20cm层土壤温度月均值于夏、春两季均高于林内,而于秋、冬两季土壤温度月均值差异不显著。而在同时段内生态源林内、林外旷地的空气温度月均值差异不显著,因此林内、林外旷地的土壤温度差异主要是由接受太阳辐射强度差异所引起的。同时由于0-10cm、10-20cm土壤孔隙结构上的差异使得秋、冬、春三季林内、林外旷地上层土壤温度略低于下层土壤,而夏季则相反。不同天气状况下的土壤温度呈现不同的日变化规律。土壤温度与空气温度一样日进程呈倒U型曲线,但土壤温度峰值一般滞后于空气温度峰值。晴好天气下土壤温度日振幅大于多云天气下,但两者峰值出现时间仍一致,而在降雨天气下土壤温度日振幅大大降低,且没有明显的峰值出现。(5)与中心城区(徐家汇)比较,夏、春季中心城区土壤温度均显著高于新江湾城生态源,而秋、冬季则相反。这一结果是由于不同测点下垫面热容量和热传导性质引起的,同是也表明植被对于土壤表层具有显著的春夏季降温、秋冬季增温作用。(6)在2006.08-2007.03监测时间段内,林外旷地土壤含水量高于林内,但林内土壤含水量月际间波动较小。在降雨强度较大且超过林冠层截留能力时,林内、林外旷地土壤含水量与降雨量成正相关,而当降雨强度低于林冠截留能力时,林内土壤含水量受降雨量影响较小。(7)新江湾城生态源林内监测点由于郁闭林冠层的存在,夏季具有显著减小林内GSR、PAR、UVB辐射的作用,此后秋、冬季太阳辐射能急剧下降,但林内并没有随之大幅度降低,这主要由于林冠层植物秋、冬季落叶使得冠层反射太阳辐射能力大大下降,这种抵消作用使得秋、冬季林内GSR、PAR、UVB辐射与夏季相比并没有大幅度降低。而春季虽然林冠植物处于展叶期,但其林冠层通透度仍然较低,因此生态源林内太阳辐射与林外旷地一样大幅度提升,这属于太阳辐射自身的季节性变化。(8)不同天气状况下生态源林冠下也呈现不同太阳辐射日变化特征。在晴好天气下,生态源林冠下与林冠上太阳辐射差异显著,而当日照时间缩短时(如多云或阴天)这种差异将减小,同时出现多个辐射峰值的情况,但其日进程仍呈现倒U型曲线。而当降雨情况下(日照时间极低)林冠上与林冠下辐射仍呈单峰倒U型曲线,且林冠上辐射略高于林冠下辐射,但这种差异出现时间跨度减小,一般出现在12:00至18:00。(9)新江湾生态源林冠下UVB辐射显著低于林冠上UVB辐射。由于生态源林内、林外旷地小气候监测点都有大盖度的草本群落分布,且以禾本科植物为主,因此两测点的UVB地面反射差异不显著,但两测点地面反射辐射值均显著低于水泥地,这也说明了植物覆盖降低了地表对太阳辐射的反射率。(10)生态源林外旷地PAR随GSR变化呈幂函数关系,即PAR随GSR辐射的增长呈指数性增长,而生态源林内PAR随GSR变化呈二次二项式函数关系,即PAR增幅小于GSR增幅。(11)在不同季节中始终以中心城区(徐家汇)人体舒适度指数最低,而以新江湾城生态源林内的人体舒适度指数最高,且差异幅度又以夏季(8月)最大,以冬季(1月)最小。有大面积植物覆盖区域的人体舒适度指数显著高于中心城区,且新江湾城半自然植被林冠下的人体舒适度指数高于相邻的旷地同时也高于城市其它区域的人工植被,且差异幅度以夏、秋两季较大。由此,本文研究总结了上海新江湾城生态源处于次生演替初期的半自然植被小气候特征的年变化、月变化以及日变化规律,填补了上海半自然植被小气候研究的空白,也为上海城市绿地生态系统研究提供了长期的环境基础数据。