本文在全球气候变化的大背景下,采用遥感技术提取城市的植物物候关键期,揭示城区和乡村的植物物候差异,以植物物候为替代性指标研究城市热岛的时空变化和热岛强度。本文不仅丰富了城市热岛研究的理论意义,而且为深入认识城市冷热分布规律提供科学基础,为采取减缓城市热岛的措施,改善城市人居环境,提供了科学依据。在此背景下,本文以中国东部北亚热带—中温带为研究区,选择哈尔滨、长春、沈阳、北京、石家庄、郑州、合肥和武汉为研究对象,以2009—2016年长时间序列遥感数据MODIS EVI作为主要数据源,利用动态阈值法对城市植物物候进行了关键物候参数提取,监测植物生长季开始日期(SOS)与结束日期(EOS),揭示生长季开始与结束日期的时空特征,对比分析其城乡差异。对提取的物候参数与同期的地表温度进行相关性分析,发现地表温度与植物物候期高度相关,基于植物物候SOS提出一个新的城市热岛强度指数,即SOS城乡差异指数。以城区SOS与乡村SOS之差作为感应城市热岛强度的指数,进而以该指数评估中国东部大城市的城市热岛强度。通过以上分析,本文得出的主要结论如下:(1)重建MODIS EVI时间序列数据集,采用动态阈值法获取8个典型城市的植物物候关键参数,进一步分析各大城市SOS和EOS的时空分布特征。通过地表实测的物候数据验证,发现遥感影像所获得的物候趋势与实测的物候趋势表现一致,表明利用遥感影像研究城市的植物物候具有一定的可靠性。(2)各城市的SOS和EOS的空间分布均呈现出相似的分布特征,年均SOS和EOS空间分布图呈现互补的现象。植物物候的时空分布规律与植物的纬度地带性规律几乎完全吻合。植物的物候空间分布与土地利用/覆盖的分布具有高度的一致性。每一个城市随着距离城区中心越近,其SOS越早同时EOS越晚,变化也越明显。(3)不同城市化水平的城市物候期的年际变化具有一定的相似性,每个城市的SOS均呈提前趋势,且城区和乡村的SOS年际变化趋势保持一致。其中亚热带和暖温带地区研究时段内2011年是个最冷年,而中温带地区的最冷年却出现在2012年。但是各大城市的EOS并没有表现出这些规律性。(4)年均地表温度空间分布的形状,走向和位置与城市物候关键期的空间分布基本一致。各大城市年均地表温度与对应的植物关键物候期均比较有显著的相关性,SOS与地表温度呈显著负相关,EOS与地表温度呈高度正相关。(5)各大城市热岛的空间形态和城市的建成区轮廓表现一致,并且随着建成区的发展有向外延伸的趋向。由于城区的物候比周围物候都提前,因此城市的城区中心为高温中心,形成城市热岛现象。由于每个城市的城区和乡村SOS年际变化一致提前,可以推断出,各城市的热岛强度有逐年增强。城市位于不同气温带其热岛强度各不相同,其中位于中温带的城市的热岛强度最大。