植物生理生態和激光雨滴譜在海南熱帶雨林監測中的應用

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和黎母山、猴獼嶺、佳西、俄賢嶺4個省級自然保護區，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。已發現野生維管植物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。聯合國專家考察尖峰嶺后認為這里是聯合國“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、降雨的變化規律，中國林業科學研究院熱帶雨林研究所海南尖峰嶺森林生態系統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測系統、水文水質監測系統以及激光雨滴譜儀，實時連續科學的監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系統注入一份力量。

       樹木生長和莖流監測系統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，用于監測樹木的液流狀態，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據

     熱帶雨林水文水質監測系統裝有多個傳感器，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代化的以激光技術為基礎的光學測量系統，通過探測頭向水平方向發射紅外激光，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域時，光電二極管接收到的激光強度會發生變化，數字信號處理器（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。