符曉虹，鄭育群，羊清雯

（1.海南省氣象服務(wù)中心，海南 海口 570203；2.海南省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心，海南 海口 570203；3.海南省氣象信息中心，海南 海口 570203）

植物群里植物的葉片和植株高度不同，會(huì)導(dǎo)致樹冠層面的溫度也不同。冠層溫度是指植物各器官的溫度平均值。冠層溫度數(shù)值可為研究土壤和水汽交換提供重要的依據(jù)[1]。通過實(shí)踐分析，橡膠林的氣象變化感應(yīng)度很高，同時(shí)在橡膠林的冠面層上下空間的溫度是相互影響和制約的關(guān)系，氣象因素對(duì)橡膠樹的樹干粗度有一定的影響。因此，關(guān)于海南島西部橡膠人工林冠層溫度變化的研究[2-3]，可以促進(jìn)人們對(duì)森林微氣象因子的相互作用關(guān)系更加了解，對(duì)分析森林小氣候環(huán)境特征也有一定的推動(dòng)作用。

1 材料準(zhǔn)備與研究方法分析

1.1 研究區(qū)域概況

在進(jìn)行研究之前，需要對(duì)研究對(duì)象的地理位置信息等情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析和了解，包括研究區(qū)域的海拔數(shù)據(jù)、地質(zhì)、地勢(shì)情況、所處的氣候情況、經(jīng)緯度等。由于海南氣候具有干濕變化特點(diǎn)，每年的5 月—10 月屬于濕季，1 月—4 月和11月—12月屬于干季，日照平均溫度、降雨量、日照總體時(shí)間都需要進(jìn)行一一監(jiān)測(cè)和記錄，得出相關(guān)目標(biāo)數(shù)值，為進(jìn)一步研究海南島西部橡膠人工林冠層溫度變化及微氣象要素關(guān)系提供數(shù)據(jù)支持。

1.2 觀測(cè)方法

微氣象觀測(cè)塔的位置要保證位于研究目標(biāo)場(chǎng)地的中心位置，塔高50 m，塔身按照不同的距離安裝風(fēng)速儀，風(fēng)速儀選擇三杯式，配備溫濕度記錄儀器，在塔尖安裝風(fēng)向測(cè)控裝置，在25 m 處裝置太陽輻射傳感器，在30 m 處安裝紅外線傳感器裝置，目的是對(duì)冠層植物表面溫度進(jìn)行收集和監(jiān)測(cè)。通過以上設(shè)備的安裝和配備，組成了以觀測(cè)塔為中心的小氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并定時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全天候的觀測(cè)效果。

1.3 數(shù)據(jù)處理

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間均為30 min，將10 min 數(shù)據(jù)以及全日數(shù)據(jù)作為研究的參考數(shù)據(jù)。因?yàn)?0 min內(nèi)的數(shù)據(jù)會(huì)存在一定的漏洞和偏差，技術(shù)人員采用10 min 數(shù)據(jù)的平均值對(duì)漏洞進(jìn)行補(bǔ)充。在氣候界線期，對(duì)干季、濕季內(nèi)的冠層溫度進(jìn)行平均化處理，最終生成干季、濕季的溫度變化曲線圖，通過圖形來準(zhǔn)確推斷整個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)的光合有效照射，以及微氣象各因素之間的關(guān)系。在自然狀態(tài)下，各種氣象因素對(duì)橡膠人工林冠層溫度的影響是相互關(guān)聯(lián)和影響的，所以認(rèn)清各個(gè)微氣象因素之間的作用和影響，是整個(gè)研究工作進(jìn)行的重要前提。

2 海南島西部橡膠人工林冠層溫度變化結(jié)果分析

橡膠樹的發(fā)育階段有生長(zhǎng)期和非生長(zhǎng)期，那么樹群溫度的變化對(duì)橡膠樹的產(chǎn)膠情況和生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)都有明顯的影響。通過圖1 可以看出，不同月份的溫度數(shù)值和變化趨向有明顯的時(shí)間特性，具有單峰曲線的變化特點(diǎn)，將Ta代表大氣濕度，Tc代表橡膠人工林冠層溫度，并將具體單峰曲線變化圖繪制成圖，來更加直觀的探討月平均的日變化的具體情況。

通過圖1 的數(shù)據(jù)和單峰曲線的變化可知，每個(gè)月的變化情況和趨勢(shì)大致相同，每天7 時(shí)之前的光合作用輻射數(shù)據(jù)幾乎是0，在日出以后光合輻射數(shù)值逐漸產(chǎn)生變化，呈上升的發(fā)展態(tài)勢(shì)。直到12時(shí)，數(shù)值接近頂峰，然后在頂峰之后衰減，在19 時(shí)左右降為接近于0 的狀態(tài)。此數(shù)據(jù)的變化結(jié)論和之前的相關(guān)論證數(shù)據(jù)是一致的。圖1 數(shù)據(jù)分析表明，橡膠人工林冠溫度的變化在日落和日出中間時(shí)間段的變化形式居中，在這個(gè)時(shí)間段，光合作用的有效輻射數(shù)值接近于0，也是偏中性的狀態(tài)。明顯的變化狀態(tài)出現(xiàn)在日出之后，太陽的高度和照射角度在不斷變化，導(dǎo)致有效的光合輻射面積也在不斷的變化，并呈現(xiàn)逐漸升高的狀態(tài)和走向，可以判斷出此階段的光合輻射效應(yīng)在不斷增強(qiáng)。橡膠樹葉片和枝干通過吸收陽光照射，本身溫度增高，導(dǎo)致橡膠樹冠層空間的呼吸作用加強(qiáng)，在圖1中的高峰數(shù)值出現(xiàn)階段正處于此時(shí)間點(diǎn)。

圖1 海南島西部橡膠人工林冠層干季濕季的溫度變化曲線Fig.1 The temperature variation curve of rubber plantation canopy in dry and wet seasons in western Hainan Island

3 橡膠人工林冠層溫度變化及微氣象要素關(guān)系

通過全年關(guān)于海南島西部橡膠人工林冠層溫度變化及微氣象要素的相關(guān)監(jiān)測(cè)和分析，得出大氣濕度和人工橡膠林冠溫度的數(shù)值圖像曲線圖呈現(xiàn)線性正相關(guān)。通過專業(yè)的計(jì)算和分析可知，在冠層溫度＜18℃時(shí)，大氣濕度與冠層溫度的關(guān)聯(lián)性相對(duì)較弱，表明在濕度較低的干旱季節(jié)，微氣象因子對(duì)橡膠人工林冠層的溫度的變化會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，結(jié)合圖2，可以更加直觀地了解和認(rèn)定這一規(guī)律。

圖2 微氣象因子對(duì)橡膠人工林冠層的溫度的變化Fig.2 The changes of micrometeorological factors on the temperature of artificial rubber canopy

通過對(duì)圖2 的分析，進(jìn)一步研究橡膠人工林冠層溫度與微氣象因素之間的變化關(guān)系。在正相關(guān)聯(lián)性質(zhì)中，可以排除3 月和4 月的氣象因素值，從而得出大氣濕度是對(duì)橡膠人工林冠層溫度產(chǎn)生影響和變化的關(guān)鍵因素之一，在干燥的月份，兩者之間產(chǎn)生正相關(guān)的數(shù)據(jù)圖單峰走向，在濕季兩者之間的關(guān)系呈現(xiàn)不穩(wěn)定的差異性變化.究其原因是，在濕季，人工橡膠林處在生長(zhǎng)活躍期，同時(shí)是產(chǎn)膠期，導(dǎo)致橡膠人工林對(duì)外界的濕度敏感，各月單日的數(shù)值呈現(xiàn)不穩(wěn)定的走向。在監(jiān)測(cè)過程中，這種關(guān)聯(lián)性較弱。趨于穩(wěn)定的月份是5 月、6月、10 月，這3 個(gè)月的監(jiān)測(cè)數(shù)值圖像呈負(fù)相關(guān)，其他月沒有明顯的關(guān)聯(lián)性。通過對(duì)干季和濕季的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，以及相關(guān)走勢(shì)圖像的觀察，發(fā)現(xiàn)在干季的橡膠人工林凈輻射數(shù)值要高于濕季凈輻射數(shù)值。而在濕季，雨水和溫度都適合橡膠林的產(chǎn)和生長(zhǎng)發(fā)育，是橡膠林較為活躍的時(shí)節(jié)，可以充分地獲取養(yǎng)分和光合效應(yīng)，對(duì)橡膠林的生長(zhǎng)有重要的影響。

4 結(jié)論

通過以上關(guān)于海南島西部橡膠人工林冠層溫度變化及微氣象要素關(guān)系分析可知，橡膠人工林冠層溫度在月變化中與大氣濕度走向作比較，變化呈現(xiàn)活躍不穩(wěn)定的狀態(tài)，在達(dá)到一定的峰值之后變化趨于緩和，這與干濕季氣溫、降水等微氣象因素相關(guān)。通過全年的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)并記載，可為相關(guān)行業(yè)的研究和論證工作提供重要的數(shù)據(jù)參考，同時(shí)為海南橡膠人工林的豐產(chǎn)豐收提供重要的技術(shù)支持。