海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化及微气象要素关系分析

符晓虹，郑育群，羊清雯

（1.海南省气象服务中心，海南 海口 570203；2.海南省气象局机关服务中心，海南 海口 570203；3.海南省气象信息中心，海南 海口 570203）

植物群里植物的叶片和植株高度不同，会导致树冠层面的温度也不同。冠层温度是指植物各器官的温度平均值。冠层温度数值可为研究土壤和水汽交换提供重要的依据[1]。通过实践分析，橡胶林的气象变化感应度很高，同时在橡胶林的冠面层上下空间的温度是相互影响和制约的关系，气象因素对橡胶树的树干粗度有一定的影响。因此，关于海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化的研究[2-3]，可以促进人们对森林微气象因子的相互作用关系更加了解，对分析森林小气候环境特征也有一定的推动作用。

1 材料准备与研究方法分析

1.1 研究区域概况

在进行研究之前，需要对研究对象的地理位置信息等情况进行系统的分析和了解，包括研究区域的海拔数据、地质、地势情况、所处的气候情况、经纬度等。由于海南气候具有干湿变化特点，每年的5 月—10 月属于湿季，1 月—4 月和11月—12月属于干季，日照平均温度、降雨量、日照总体时间都需要进行一一监测和记录，得出相关目标数值，为进一步研究海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化及微气象要素关系提供数据支持。

1.2 观测方法

微气象观测塔的位置要保证位于研究目标场地的中心位置，塔高50 m，塔身按照不同的距离安装风速仪，风速仪选择三杯式，配备温湿度记录仪器，在塔尖安装风向测控装置，在25 m 处装置太阳辐射传感器，在30 m 处安装红外线传感器装置，目的是对冠层植物表面温度进行收集和监测。通过以上设备的安装和配备，组成了以观测塔为中心的小气候监测系统，并定时传输监测数据，实现全天候的观测效果。

1.3 数据处理

监测数据时间均为30 min，将10 min 数据以及全日数据作为研究的参考数据。因为30 min内的数据会存在一定的漏洞和偏差，技术人员采用10 min 数据的平均值对漏洞进行补充。在气候界线期，对干季、湿季内的冠层温度进行平均化处理，最终生成干季、湿季的温度变化曲线图，通过图形来准确推断整个观测周期内的光合有效照射，以及微气象各因素之间的关系。在自然状态下，各种气象因素对橡胶人工林冠层温度的影响是相互关联和影响的，所以认清各个微气象因素之间的作用和影响，是整个研究工作进行的重要前提。

2 海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化结果分析

橡胶树的发育阶段有生长期和非生长期，那么树群温度的变化对橡胶树的产胶情况和生长态势都有明显的影响。通过图1 可以看出，不同月份的温度数值和变化趋向有明显的时间特性，具有单峰曲线的变化特点，将Ta代表大气湿度，Tc代表橡胶人工林冠层温度，并将具体单峰曲线变化图绘制成图，来更加直观的探讨月平均的日变化的具体情况。

通过图1 的数据和单峰曲线的变化可知，每个月的变化情况和趋势大致相同，每天7 时之前的光合作用辐射数据几乎是0，在日出以后光合辐射数值逐渐产生变化，呈上升的发展态势。直到12时，数值接近顶峰，然后在顶峰之后衰减，在19 时左右降为接近于0 的状态。此数据的变化结论和之前的相关论证数据是一致的。图1 数据分析表明，橡胶人工林冠温度的变化在日落和日出中间时间段的变化形式居中，在这个时间段，光合作用的有效辐射数值接近于0，也是偏中性的状态。明显的变化状态出现在日出之后，太阳的高度和照射角度在不断变化，导致有效的光合辐射面积也在不断的变化，并呈现逐渐升高的状态和走向，可以判断出此阶段的光合辐射效应在不断增强。橡胶树叶片和枝干通过吸收阳光照射，本身温度增高，导致橡胶树冠层空间的呼吸作用加强，在图1中的高峰数值出现阶段正处于此时间点。

图1 海南岛西部橡胶人工林冠层干季湿季的温度变化曲线Fig.1 The temperature variation curve of rubber plantation canopy in dry and wet seasons in western Hainan Island

3 橡胶人工林冠层温度变化及微气象要素关系

通过全年关于海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化及微气象要素的相关监测和分析，得出大气湿度和人工橡胶林冠温度的数值图像曲线图呈现线性正相关。通过专业的计算和分析可知，在冠层温度＜18℃时，大气湿度与冠层温度的关联性相对较弱，表明在湿度较低的干旱季节，微气象因子对橡胶人工林冠层的温度的变化会产生比较大的影响，结合图2，可以更加直观地了解和认定这一规律。

图2 微气象因子对橡胶人工林冠层的温度的变化Fig.2 The changes of micrometeorological factors on the temperature of artificial rubber canopy

通过对图2 的分析，进一步研究橡胶人工林冠层温度与微气象因素之间的变化关系。在正相关联性质中，可以排除3 月和4 月的气象因素值，从而得出大气湿度是对橡胶人工林冠层温度产生影响和变化的关键因素之一，在干燥的月份，两者之间产生正相关的数据图单峰走向，在湿季两者之间的关系呈现不稳定的差异性变化.究其原因是，在湿季，人工橡胶林处在生长活跃期，同时是产胶期，导致橡胶人工林对外界的湿度敏感，各月单日的数值呈现不稳定的走向。在监测过程中，这种关联性较弱。趋于稳定的月份是5 月、6月、10 月，这3 个月的监测数值图像呈负相关，其他月没有明显的关联性。通过对干季和湿季的数据对比分析，以及相关走势图像的观察，发现在干季的橡胶人工林净辐射数值要高于湿季净辐射数值。而在湿季，雨水和温度都适合橡胶林的产和生长发育，是橡胶林较为活跃的时节，可以充分地获取养分和光合效应，对橡胶林的生长有重要的影响。

4 结论

通过以上关于海南岛西部橡胶人工林冠层温度变化及微气象要素关系分析可知，橡胶人工林冠层温度在月变化中与大气湿度走向作比较，变化呈现活跃不稳定的状态，在达到一定的峰值之后变化趋于缓和，这与干湿季气温、降水等微气象因素相关。通过全年的数据监测并记载，可为相关行业的研究和论证工作提供重要的数据参考，同时为海南橡胶人工林的丰产丰收提供重要的技术支持。