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夜间灯光（ALAN）和城市热岛效应（UHI）使城市变得更明亮、更温暖，但其对城市植被物候的相对影响尚不明确。2025年6月16日，水资源工程与调度全国重点实验室、武汉大学水利水电学院佘敦先教授团队与美国范德堡大学孟林教授合作，在《自然·城市》（Nature Cities）期刊在线发表了题为“Artificial light at night outweighs temperature in lengthening urban growing seasons”（夜间灯光对城市植被生长季的影响胜于温度）的研究成果。武汉大学博士生王绿绿为论文第一作者，武汉大学佘敦先教授与美国范德堡大学孟林教授为共同通讯作者，多位来自美国、德国及中国的专家学者参与研究。
研究发现，ALAN、气温（Ta）与植被物候在城乡梯度上呈现非线性变化特征，其中夜间灯光对植被生长季提前开始和推迟结束的影响超过温度因素，尤其在北半球低纬度较温暖城市中更为显著。该成果强调，在评估城市植被生态响应时，除考虑城市热岛效应外，还需纳入夜间光照等多重环境因子。
研究背景与方法
城市化改变了地表环境，导致夜间灯光增强与城市热岛效应加剧，进而可能影响植被春季生长始期（SOS）和秋季生长末期（EOS）。然而，由于ALAN与气温常协同变化，解析二者对物候的独立作用仍具挑战。现有研究多采用城乡二分法，忽视空间异质性，易低估夜间灯光的实际影响。
本研究基于2014–2020年北半球428个面积大于100km²的城市多源遥感数据，结合城市不透水面指数进行空间聚类并构建缓冲区，系统揭示了沿城乡梯度ALAN、Ta与植被物候的非线性分布规律，并量化了两者的相对贡献及其在不同气候带和纬度下的差异。
主要研究结果
研究显示，在428个城市样本中，从乡村到城市中心，ALAN、气温、SOS和EOS均呈非线性变化。城市核心区平均SOS由外围乡村的94.4±0.4 DOY提前至81.8±0.3 DOY，EOS则由227.6±0.3 DOY延长至238.8±0.3 DOY，生长季显著延长。
ALAN在延长植被生长季方面的作用强于气温，尤其体现在推迟EOS上更为突出。尽管在高纬度地区气温对SOS的影响大于ALAN，但在所有气候区中，ALAN与EOS均呈一致正相关，且影响力显著超过气温。
图1 ALAN和UHI对植被物候影响示意图
图2 北半球428个城市的植被物候、ALAN和Ta沿城乡梯度的空间分布格局
图3 2014-2020年间在北半球明亮和温暖的城市中植被SOS更早且EOS更晚
图4 ALAN对SOS和EOS的影响强于Ta
图5 不同气候区下ALAN和Ta对植被物候的影响差异
结论与意义
该研究表明，夜间人工光照是驱动城市植被物候变化的关键因素，其作用在多数情况下超过温度影响。研究成果为深入理解城市生态系统对人为干扰的响应机制提供了重要科学依据，提示未来城市生态评估需综合考虑光污染与热环境的协同效应。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s44284-025-00258-2
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