植物生理生態(tài)和激光雨滴譜在海南熱帶雨林監(jiān)測中的應用

海南熱帶雨林是我國分布集中、類型種類多、保存完好的大陸性島嶼型熱帶雨林，是島嶼型熱帶雨林的代表、熱帶生物多樣性和遺傳資源的寶庫和海南島生態(tài)安全屏障，具有國家代表性和全球保護意義。

      海南熱帶雨林國家公園涵蓋并連通了五指山、鸚哥嶺、尖峰嶺、霸王嶺、吊羅山5個國家級自然保護區(qū)和黎母山、猴獼嶺、佳西、俄賢嶺4個省級自然保護區(qū)，尖峰嶺、霸王嶺、吊羅山、黎母山4個國家森林公園，南高嶺、子陽、毛瑞、猴獼嶺、盤龍、阿陀嶺6個省級森林公園及毛瑞、卡法嶺、通什等相關國有林場。

      尖峰嶺是一個巨大的天然物種基因庫。已發(fā)現(xiàn)野生維管植物2286種，其中國家重點保護植物有粗榧、油丹、坡壘、青皮等32種。有脊椎動物400種，其中國家一級保護動物有圓鼻巨蜥、穿山甲、大靈貓、小靈貓、海南山鷓鴣、海南孔雀雉、海南鳽、黃嘴白鷺等8種，已鑒定昆蟲有2222種，其中國家一級保護的有金斑喙鳳蝶。尖峰嶺森林覆蓋率98%，植被類型主要為熱帶半落葉季雨林、熱帶常綠季雨林，是海南島最完整的植物景觀系統(tǒng)。聯(lián)合國專家考察尖峰嶺后認為這里是聯(lián)合國“人與生物圈”計劃第一項研究最理想的地方，類型齊全，可以進行所有學科的研究。

       為了探究熱帶雨林中樹木生長莖干變化、樹木莖流、水文水質、降雨的變化規(guī)律，中國林業(yè)科學研究院熱帶雨林研究所海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站，引進了點將科技的樹木生長和莖流監(jiān)測系統(tǒng)、水文水質監(jiān)測系統(tǒng)以及激光雨滴譜儀，實時連續(xù)科學的監(jiān)測樣地內選定樹木的莖干、莖流、水文水質以及降雨變化，為研究熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)注入一份力量。

       樹木生長和莖流監(jiān)測系統(tǒng)包含多個周長生長測量傳感器，用于對植物周長變化進行高精度和連續(xù)測量,周長變化的信號通過覆蓋在測量對象上的金屬繩接收。多個莖流傳感器，用于監(jiān)測樹木的液流狀態(tài)，工作時兩個探針插入樹干上下不同部位，上部探針用衡流加溫，兩個探針之間形成溫差．液流上升時，帶走熱量，兩個探針之間溫差變小．溫差和液流之間具有函數(shù)關系。通過測量溫差算出液流量。不同的液流量產生不同的溫度差，傳感器感應由此產生的微小的電壓，從而提供液流計算的數(shù)據(jù)

     熱帶雨林水文水質監(jiān)測系統(tǒng)裝有多個傳感器，分別測量水位，流速， PH，電導率，水溫，氧化還原電位，濁度，溶解氧，BOD， COD， TOD 和葉綠素。

      激光雨滴譜儀是一種現(xiàn)代化的以激光技術為基礎的光學測量系統(tǒng)，通過探測頭向水平方向發(fā)射紅外激光，通過大氣后聚集在接收端的光電二極管上，當降水粒子下降通過測量區(qū)域時，光電二極管接收到的激光強度會發(fā)生變化，數(shù)字信號處理器（DSP）便會通過這種變化計算出粒子的大小、速率和種類，可測量從靜風到颶風的所有風速下，各種類型的降水，準確、全面地記錄和分析降水類型、降水量和降水分布。