植物生理生態(tài)和激光雨滴譜在海南熱帶雨林監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

海南熱帶雨林是我國(guó)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(kù)和海南生態(tài)安全保障，具有國(guó)家代表性和全球保護(hù)意義。

海南熱帶雨林國(guó)家公園涵蓋了五指山個(gè)，鸚哥嶺、尖峰嶺、霸王嶺、吊羅山5個(gè)國(guó)家自然保護(hù)區(qū)和黎母山、猴獼嶺、佳西、俄賢嶺4個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、尖峰嶺、霸王嶺、吊羅山、黎母山4個(gè)國(guó)家森林公園，南高嶺、子陽(yáng)、毛瑞、猴獼嶺、盤龍、阿陀嶺6個(gè)省級(jí)森林公園毛瑞、卡法嶺、通什等相關(guān)國(guó)有林場(chǎng)。

尖峰嶺是一個(gè)巨大的天然物種基因庫(kù)。已發(fā)現(xiàn)野生維管植物2286種，其中國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物有粗榧、油丹、坡壘、青皮等32種。有脊椎動(dòng)物400種，其中一級(jí)保護(hù)動(dòng)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，其中一級(jí)保護(hù)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(guó)專家考察尖峰嶺后認(rèn)為這里是聯(lián)合國(guó)“人與生物圈"計(jì)劃第一項(xiàng)研究理想的地方，類型齊全，可以進(jìn)行所有學(xué)科的研究。

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為了探究熱帶雨林中樹木生長(zhǎng)莖干變化、樹木莖流、水文水質(zhì)、降雨的變化規(guī)律，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶雨林研究所海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，引進(jìn)了點(diǎn)將科技的樹木生長(zhǎng)和莖流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及激光雨滴譜儀，實(shí)時(shí)連續(xù)科學(xué)的監(jiān)測(cè)樣地內(nèi)選定樹木的莖干、莖流、水文水質(zhì)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(zhǎng)和莖流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含多個(gè)周長(zhǎng)生長(zhǎng)測(cè)量傳感器，用于對(duì)植物周長(zhǎng)變化進(jìn)行高精度和連續(xù)測(cè)量,周長(zhǎng)變化的信號(hào)通過(guò)覆蓋在測(cè)量對(duì)象上的金屬繩接收。多個(gè)莖流傳感器，用于監(jiān)測(cè)樹木的液流狀態(tài)，工作時(shí)兩個(gè)探針插入樹干上下不同部位，上部探針用衡流加溫，兩個(gè)探針之間形成溫差．液流上升時(shí)，帶走熱量，兩個(gè)探針之間溫差變?。疁夭詈鸵毫髦g具有函數(shù)關(guān)系。通過(guò)測(cè)量溫差算出液流量。不同的液流量產(chǎn)生不同的溫度差，傳感器感應(yīng)由此產(chǎn)生的微小的電壓，從而提供液流計(jì)算的數(shù)據(jù)。

熱帶雨林水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝有多個(gè)傳感器，分別測(cè)量水位，流速， PH，電導(dǎo)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(shù)為基礎(chǔ)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)探測(cè)頭向水平方向發(fā)射紅外激光，通過(guò)大氣后聚集在接收端的光電二極管上，當(dāng)降水粒子下降通過(guò)測(cè)量區(qū)域時(shí)，光電二極管接收到的激光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）便會(huì)通過(guò)這種變化計(jì)算出粒子的大小、速率和種類，可測(cè)量從靜風(fēng)到颶風(fēng)的所有風(fēng)速下，各種類型的降水，準(zhǔn)確、全面地記錄和分析降水類型、降水量和降水分布。