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城市地區正在不斷擴大——隨之而來的是受城市生活影響的樹木數量也在增加。雖然發展常常導致森林砍伐，但在城市的陰影下仍然生長著大量的樹木。根據2000年釋出的一份報告，美國2.8%的樹冠覆蓋率在城市中，近四分之一位於周圍的都市區（城市縣）。
城市樹木必須應對與鄉村地區或原始森林樹木非常不同的生長條件。城市是臭名昭著的熱島：瀝青和深色屋頂吸收足夠的熱量，與周圍的非城市地區相比，平均夏季夜間溫度升高 2-5°F，晴朗的夜晚甚至高達 22°F。更熱的夜晚意味著更多的蒸發，可能導致土壤水分流失。由於汽車尾氣排放量增加，二氧化碳水平更高。汽車和化肥的普及增加了汙染徑流，改變了土壤的養分有效性。
適應非城市生活方式的樹木在這些環境下表現如何？根據發表在《城市生態系統》雜誌上的一項研究結果，在美國太平洋西北地區常見的針葉樹西部紅雪松（Thuja plicata）生長速度更快，但產生的幼苗更少，這可能會使這些城市森林生態系統走上不可預測的長期軌跡。
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來自加利福尼亞大學和華盛頓大學的研究人員比較了西雅圖城市內（每平方英里 5,000 至 12,000 人）、城市外農村地區（每平方英里 150 至 3,000 人）以及雷尼爾山國家公園（無人區）的原始森林中的林地，測量了氣溫和土壤氮含量作為養分的替代指標。他們透過數樹木年輪和測量周長來測量西部紅雪松的生長速度，並統計了三種森林型別中的幼苗數量。選擇該物種是因為它是一種晚期演替樹種，即使在森林樹冠下相對黑暗的環境中也能生長。
正如預期的那樣，城市和鄉村森林的環境截然不同：城市中的氣溫和土壤氮含量都較高。但與先前的一項長期研究（該研究將太平洋西北地區樹木死亡率增加歸因於氣溫升高）相反，城市中的西部紅雪松比鄉村的生長得更快。作者推測，較高的溫度延長了生長期，使每棵樹有更多的時間向天空伸展，而過量的氮可能起到了肥料的作用。
然而，即使在同一個物種內，環境變化也未必像對成年樹木那樣有利於幼苗的生長。幼苗對土壤溼度非常敏感，在溫暖氣候下，蒸發增加會導致幼苗更容易脫水。而額外的氮衝擊可能會使幼苗不堪重負，導致其死亡。
鑑於這些預測，研究人員預計會看到幼苗成活率的梯度變化，城市中幼苗最少，鄉村森林中較多，原始森林中最多。但令他們驚訝的是，與原始森林相比，城市和鄉村地區的西部紅雪松幼苗數量都“低得驚人”。
很難弄清楚為什麼幼苗在發達地區未能生長：這可能是由氣溫升高和氮含量增加（研究人員明確測量的因素）引起的，也可能是由這些因素的間接影響引起的，例如土壤水分減少。城市和鄉村森林的人類活動較多，因此這些受干擾較多的森林中的幼苗可能被踩死。城市和鄉村森林中的樹木也可能太年輕，無法產生大量幼苗。原始森林有更多的成熟樹木，這些樹木產生更多的富含種子的球果。
這些發現對城市森林意味著什麼？結合早期論文的結果，氣溫和氮含量的升高——與全球變暖預期的結果並無不同——顯然正在以不同的方式影響各種樹種的生長和繁殖。最終，這可能會調整我們在區域森林中看到的典型物種組成。
在不同的地區，隨著森林的成熟，會有一系列相當可預測的物種進行定殖、繁榮和變得稀有，這個過程被稱為演替。例如，在太平洋西北地區，西部紅雪松往往是最後進入森林的物種之一，取代了 ранее 佔據生態系統的其他物種。如果環境變化阻止其成功繁殖，那麼它可能不再是成熟的城市太平洋西北地區森林中的常見物種，而是在新環境中茁壯成長的物種將取而代之。
這並不意味著森林會衰敗或消失——它們可能只是看起來與我們最熟悉的森林不同。
O’Brien A.M.，Ettinger A.K. & HilleRisLambers J. (2012)。城市森林碎片中的針葉樹生長和繁殖：未來對全球變化的響應預測因素？，《城市生態系統》，15 (4) 879-891。DOI: 10.1007/s11252-012-0250-7