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城市植物具有涵养水源、缓解热岛效应、净化空气和减少噪音等重要的生态服务功能，在维持城市生态平衡和改善城市生态环境方面发挥着重要的作用。然而，随着城市化进程的加速，硬化地表面积不断扩大，显著地改变了城市植物赖以生存的环境条件，进而影响了城市植物的正常生长和水分代谢过程。因此，研究城市植物生长和水分利用特征对不同硬化地表类型的响应机制，对于城市绿地规划、城市绿化树种选择、城市生态服务功能发挥、城市水资源利用效率的提高、以及科学合理的城市绿地管理制度的建立具有十分重要的意义。 本研究通过建立较大面积的试验场模拟城市不同硬化地表类型（对照、透水硬化地表和不透水硬化地表），并设置不同种植密度（0.5m、1.0m和2.0m），对北京绿化树种（油松、白蜡和元宝枫）的生长过程、物候期、叶片光合特性、树干液流及环境因子等指标进行为期三年的连续同步观测。本研究通过分析不同硬化地表类型下油松、白蜡和元宝枫土壤微环境的差异、生长变化过程、叶片光合特性和蒸腾耗水以及树干液流的变化规律，探讨了不同硬化地表类型引起的土壤微环境改变对研究树种生长过程的影响，并在综合各研究结果的基础上对城市硬化地表类型的设置、绿化树种的选择和绿地健康管理提出科学合理的建议。主要研究结果如下: (1)硬化地表相比于对照极显著地提高了地表温度和土壤温度(P＜0.01)，且表现为透水地表＞不透水地表＞对照。在典型的晴朗天气条件下，透水地表和不透水地表日最高温度比对照分别提高10.68-16.05℃和11.52-12.31℃，日平均地表温度比对照分别提高2.62-3.20℃和0.52-3.04℃。透水地表和不透水地表下土壤温度日最高值比对照分别提高了6.67-10.02℃和4.07-8.42℃，平均土壤温度比对照分别提高了1.73-3.67℃和2.04-3.37℃。在树木生长季，硬化地表显著提高地表温度，对油松和元宝枫生长形成长期高温环境，2013年油松和元宝枫地表温度日最高值＞40℃的天数分别占整个生长季的35.3％（透水地表）和23.9％（不透水地表）;2014年地表温度日最高值＞40℃的天数相比于2013年明显增多。相比于油松和元宝枫，白蜡冠幅较大，郁闭度高，在一定程度上能有效缓解硬化地表形成的高温环境。 (2)不同地表类型对不同树种的土壤含水量影响存在差异。油松表现为透水地表＞不透水地表＞对照;白蜡表现为对照＞透水地表＞不透水地表;元宝枫表现为透水地表＞对照＞不透水地表。不透水地表由于降低了降水的下渗，导致土壤含水量降低，不透水地表上生长的白蜡长期处于干旱胁迫下。透水地表利于降水入渗，且在干旱少雨季节减少了土壤蒸发散失，在长期连续观测过程中相比于对照和不透水地表提高了土壤含水量。对照和不透水地表2014年土壤含水量低于15％的天数多于2013年。 (3)硬化地表使得白蜡和元宝枫幼苗的发芽时间和秋季落叶时间显著提前。硬化地表上白蜡和元宝枫幼苗发芽时间分别比对照提前了0.7-9.3天和0.3-2.3天，硬化地表对白蜡和元宝枫生长期的长短无显著影响。 (4)硬化地表显著降低了油松净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量以及株高、基径的生长(P＜0.05)。对照和透水地表上生长的白蜡光合参数、叶绿素含量、株高和基径的生长均高于不透水地表。2013年硬化地表显著降低了元宝枫幼苗成活率、光合参数和叶绿素含量（P＜0.05），破坏了叶片光系统结构，产生光抑制现象，抑制了株高和基径的生长;2014年透水地表上生长的元宝枫光合特性及株高、基径年增长量高于对照和透水地表。 (5)城市硬化地表温度过高，是抑制油松和元宝枫生长的主要因素。不透水地表土壤含水量降低是导致白蜡株高和基径下降的主要原因。对于元宝枫来说，2013年透水地表过高的地表温度掩盖了土壤水分的有利条件，导致元宝枫生长显著低于不透水地表。随着元宝枫生长年限的延长，冠幅增大，缓解了硬化地表形成的高温环境，元宝枫生长对硬化地表产生了一定的适应性，透水地表形成的相对较高的土壤含水量逐渐体现出优势，元宝枫净光合速率逐渐升高，生长速率急剧增大。 (6)硬化地表对不同树种树干液流速率和日累积量的影响有一定差异。不透水硬化地表上生长的油松树干液流速率和日累积量显著低于对照（P＜0.05），透水和不透水硬化地表上生长的元宝枫树干液流速率和日累积量均显著低于对照(P＜0.05)。硬化地表对白蜡树干液流速率和日累积量无显著影响。硬化地表抑制了油松和元宝枫的株高和树干直径的生长，油松和元宝枫树干液流与株高和树干直径具有显著的正相关关系。硬化地表上生长的油松和元宝枫树干液流减少的原因主要有:土壤含水量下降，直接影响根系吸水能力;硬化地表降低树木株高和树干直径，地上部分生物量减少，降低了水分需求量及吸水能力，导致树干液流速率下降。 在配置和种植城市绿化植物时，为缓解硬化地表对城市树木生长发育的不利影响，应选择适应高温和干旱的植物，并采取降温和灌溉措施来降低硬化地表的影响。从植株生长对不同地表类型的响应差异来看，白蜡相比于油松和元宝枫可能更适宜作为绿化树种。