人口增长和经济发展促进了城市化。土地覆盖变化、管理和干扰影响了城市植被的结构与功能。随着人类对自身生存环境愈加重视,城市化引起的环境问题受到越来越多的关注。城市化通过影响生态系统结构与功能,影响了生态系统服务供给及人类从自然生态系统所获得的利益。由于对城市生态系统缺乏足够的科学理解,难以在城市的相关决策制定中考虑生态系统的结构与功能,以维持城市的可持续发展。本文对城乡梯度上乔木分布格局与功能进行研究,有助于深入了解城市化对生态系统的影响,为城市相关决策提供理论基础与科学指导。长三角地区是我国城市化速率最高的地区之一。本文以位于长三角地区的杭州和宁波两个城市为案例,利用城乡梯度研究方法,设置从市中心到城市边缘的研究样带。采用分层随机取样法,实地调查并估算了样方中乔木的冠层覆盖度(TCC)、物种多样性、碳储存、碳吸收(NPP)以及生物源挥发性有机物(BVOCs)排放,分析了它们与距市中心距离、土地覆盖以及地价的关系,进而探讨城乡梯度上乔木分布格局与功能的差异及其影响因素。主要研究结论如下：(1)城乡梯度上乔木冠层覆盖度分布的研究表明：杭州乔木冠层覆盖度随着距市中心距离的增加呈先降低后增大的趋势(P<0.05)。宁波乔木冠层覆盖度随着距市中心距离增加呈先增大再减小的趋势(P<0.05)。导致这种差异的主要原因是两个城市中乔木树龄以及种植密度在城乡梯度上分布的不同。同时,本研究分析了城乡梯度上不透水层覆盖率及地价与乔木冠层覆盖度的关系,发现乔木冠层覆盖度与土地覆盖和地价相关,杭州和宁波城乡梯度上土地覆盖的转变以及地价的升高,均显著降低了当地乔木的冠层覆盖度(P<0.05)。另外,城乡梯度上树龄较小的乔木,多为新近种植,随着树木生长,城市乔木冠层覆盖度有可能在未来几十年增大。(2)杭州和宁波城乡梯度上的乔木物种多样性指数均随着距市中心距离的增加而减小。研究样带上,距离越接近的不同距离段间的物种相似性越高：杭州近中心距离段和中间距离段的物种相似性指数为0.31,大于近市中心和城市边缘的相似性指数0.27；宁波近中心和样带中间距离段的相似性指数为0.58,大于近市中心和城市边缘的相似性指数0.49。距市中心越近的距离段内,乔木的物种差异性指数越高,即物种差异性越大。城市中的人为树种选择与管理增加了物种的差异性。(3)杭州研究样带上的乔木碳密度为31±24tCha-1,碳吸收为4.1±2.8tCha-1yr-1。宁波研究样带上乔木碳密度为22±19tCha-1,碳吸收为2.8±2.2tCha-1yr-1,均低于野外森林。杭州和宁波的乔木碳密度均随着距市中心距离的增加而增大。杭州乔木碳吸收与距市中心距离之间具有显著正相关关系(P<0.05)。不透水层覆盖率及地价与乔木碳密度与碳吸收之间均具有显著负相关关系。杭州和宁波城市化导致的不透水层覆盖率及地价的升高,均减小了当地乔木的碳密度与碳吸收。另外,乔木冠层覆盖度与乔木碳密度和碳吸收均具有极显著正相关关系(P<0.01),乔木冠层覆盖度可以在一定程度上解释碳密度与碳吸收的变化。城市扩张过程中,应注意在建成区增加乔木种植与管理,以增大乔木覆盖面积和高大的生长良好乔木比例,增加城市地区的植被碳密度和碳吸收。(4)宁波地区2010年全年的BVOCs排放4.4×1010gC,包括异戊二烯排放4×1010gC,单萜排放0.26×1010gC, OVOC排放0.16×1010g C。建成区单位绿地面积的BVOCs排放强度(2.86gCm-2yr-1)高于野外森林(2.66gCm-2yr-1,毛竹林除外)。建成区的毛白杨、垂柳、枫香是具有极高排放潜力的树种。宁波研究样带上的乔木BVOCs排放与距市中心的距离之间没有显著的线性相关关系。而杭州研究样带上乔木BVOCs排放随着距市中心距离的增加而减小。表明乔木物种组成改变,使BVOCs排放发生变化,对空气质量的影响也会发生改变。作为一种促进空气污染的重要来源,城市管理者在制定空气污染控制决策时应考虑城市树木的BVOCs排放。(5)杭州近市中心范围内的乔木碳密度最低,为20±17tCha’,却具有最高的VOCs排放强度3.27±3.18g C m-2yr-1。表明城市中具有较低碳密度的景观,也会产生较多的BVOCs排放。因而对于城市中的乔木种植应避免选择高BVOCs排放的树种。(6)城市化导致的物种组成的改变增加了BVOCs排放引起的碳的损失。研究估算了宁波建成区不同绿地景观和野外不同类型森林的BVOCs排放与NPP的关系。宁波地区2010年BVOC排放的碳占NPP的比值为4.3%,高于野外森林(毛竹林除外)。宁波建成区主要树种中枫香和毛白杨的BVOCs/NPP比值最大,野外毛竹林BVOCs/NPP比值最高(13.5%),常绿阔叶林最低(0.51%)。城市建成区乔木BVOCs排放及固碳潜力相比野外森林有明显的差异,说明城市化引起的植被覆盖和组成的变化对空气质量和碳循环有一定影响。杭州研究样带上乔木BVOCs/NPP比值随着距市中心距离增加逐渐减小(P<0.05),且不透水层覆盖率以及地价均与乔木BVOCs/NPP比值呈显著正相关关系。而宁波乔木BVOCs/NPP比值与距市中心距离之间没有显著的相关关系,而随不透水层覆盖比例的增加而增加。在城市建成区提高低BVOCs排放以及高固碳树种比例,并在野外恢复常绿阔叶林有利于减少BVOCs排放并增加植被固碳。