海南島尖峰嶺林區(qū)近50年的熱量因子變化特征

周璋，林明獻，李意德，陳德祥，駱土壽，許涵

中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所//海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，廣東 廣州 510520

海南島尖峰嶺林區(qū)近50年的熱量因子變化特征

周璋，林明獻，李意德*，陳德祥，駱土壽，許涵

中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所//海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，廣東 廣州 510520

全球氣候變暖已得到充分證實。區(qū)域氣候條件的變化必然影響該區(qū)域植物的生理活動，進而影響該區(qū)域植被的結(jié)構(gòu)和功能。尖峰嶺熱帶森林作為中國典型的熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)之一，其長期的氣候變化特征在評價森林對全球氣候變化的響應(yīng)與反饋中具有重要意義。采用國家野外科學(xué)觀測研究站尖峰氣象觀測場1957─2005年的地面常規(guī)氣象觀測資料，選用氣候趨勢系數(shù)和氣候傾向率定量分析了尖峰嶺林區(qū)熱量條件的變化特征，討論熱量條件的變化對主要熱帶森林植物的影響。結(jié)果表明，尖峰嶺林區(qū)50年的多年平均氣溫和平均地溫分別為24.7和29.0 ℃。50年來，林區(qū)熱因子（平均溫度和極端溫度）均呈上升趨勢，其中平均氣溫、平均最高地溫、平均最低地溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、極端最高地溫升高趨勢都顯著（P<0.05），每10年分別增加0.17、0.29、0.35、0.30、0.53、1.93 ℃，尖峰嶺熱帶林區(qū)氣候變暖來自于最低氣溫和最高地溫升高的貢獻。1、2、8、10和11月的平均氣溫升高趨勢顯著（P<0.05），每10年分別增加0.27、0.28、0.14、0.12、0.24 ℃；1、2、3月的平均地溫升高趨勢顯著（P<0.05），每10年分別增加0.47、0.82、4.56 ℃，旱季對年平均氣溫和地溫的增溫貢獻值大于雨季。尖峰嶺地處熱帶北緣，其有效積溫遠低于赤道地區(qū)，因此，變暖的氣候條件將通過改變尖峰嶺熱帶森林植物的物候期而影響其生長與繁殖。

熱帶森林；尖峰嶺；氣溫；地溫；氣候趨勢

IPCC（2013）第 5次報告指出，1880─2012年全球地表溫度升高了0.65～1.06 ℃，1983─2012年可能是過去1400年中最暖的30年（中等信度），人為影響極有可能是造成觀測到的 20世紀(jì)中葉以來氣候變暖的主要原因?；跉夂蚰Ｐ皖A(yù)測，與1986─2005年相比，2016─2035年期間全球平均表面溫度可能升高0.3 ～0.7 ℃（中等信度。IPCC，2013）。

全球氣候變化是不同區(qū)域氣候變化的一個總體表現(xiàn)，因此區(qū)域氣候變化是一個值得關(guān)注的問題。中國近 40年來的年均溫變化趨勢存在顯著的轉(zhuǎn)折點，全國平均升溫開始于 1984年，增溫率為0.058 ℃/a（Wang等，2010）。近50年來海南島各氣候區(qū)的溫度總體呈上升趨勢（增溫率為0.024 ℃/a），并以東北區(qū)及西南區(qū)溫度上升最為明顯（許格希等，2013）。Malhi等（2002）的研究表明，熱帶森林地區(qū)氣溫平均升高 0.021～0.031 ℃/a。植物的各種生理活動，如光合呼吸作用、蒸騰作用、根系吸收水分和養(yǎng)分均受到溫度的影響，同時溫度變化能夠引起環(huán)境其他因子，如濕度、土壤肥力的變化，從而影響植物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量。溫度是影響植被群落分布的主要因子，各氣候帶由于溫度條件不同而分布著相應(yīng)的樹種和植被類型。溫度通過影響生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)而影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。氣候暖化作用勢必造成氣候植被帶的遷移，造成植物群落結(jié)構(gòu)、植物種類組成及植被生產(chǎn)力發(fā)生變化（Bonan等，2008）。

全球30%的陸地是森林，森林與氣候之間存在著密切關(guān)系。大尺度上，森林水熱環(huán)境決定于區(qū)域水熱條件，并受氣候變化的綜合影響。植被與氣候相關(guān)關(guān)系已經(jīng)成為研究熱點。森林氣候資料不僅為森林生態(tài)學(xué)的各項研究如應(yīng)用于森林樹木生長的模擬（Fang等，2014）、水量平衡研究（Malhi等，2002）、物候研究（Gordo和 Sanz，2009）以及森林病蟲害研究（Russo等，1993）等提供了基本數(shù)據(jù)，也為生態(tài)系統(tǒng)管理和生態(tài)系統(tǒng)模型的建立提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（Kucharik等，2000），而且為全球變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響及森林生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)研究提供了基本依據(jù)。

目前對森林區(qū)短期氣候分析（常杰等，1999；歐陽旭等，2014；馮靜等，2012；張一平等，2002）及單氣象要素分析較多（Morecroft等，1998；劉文杰等，2001；Hao等，2007），但對多年氣候動態(tài)進行綜合分析的資料卻很少見，國內(nèi)報道過小興安嶺五營紅松林近50年（賀萍和孫勇，2008）、長白山闊葉紅松林 22年（張彌等，2005）和西雙版納植物園50年的熱量變化趨勢研究（趙俊斌等，2012），而有關(guān)熱帶雨林區(qū)的長期氣候動態(tài)研究極少，并且由于一般的氣候資料來源于附近城市的氣象站，不能充分地代表當(dāng)?shù)氐纳謿夂颉?/p>

熱帶森林是全球最重要的森林生態(tài)系統(tǒng)，其面積只占全球陸地面積12%，但是物種數(shù)占全球總物種數(shù) 50%以上；碳庫占全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的 40%（Phillips等，1998），占全球森林碳庫的55%（Pan等，2011）。因此，熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)碳吸存的微小變化都將對生態(tài)系統(tǒng)乃至全球氣候變化產(chǎn)生深刻的影響。尖峰嶺地處熱帶北緣，被譽為“熱帶北緣生物物種基因庫”（蔣有緒和盧俊培，1991），對氣候變化敏感，是研究氣候變化及其影響的理想天然實驗室。本文對尖峰嶺林區(qū)近 50年的熱因子氣候動態(tài)進行分析，補充該地區(qū)長期森林氣候資料的不足，以期為揭示全球變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響過程與機理提供參考和依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 自然概況

尖峰嶺地區(qū)位于海南島西南部的樂東和東方兩縣交界處，北緯 18°23′～18°50′，東經(jīng) 108°36′～109°05′。尖峰嶺林區(qū)面積為472.27 hm2，為海南島5大林區(qū)之一。海南島尖峰嶺屬低緯度熱帶島嶼季風(fēng)氣候，雨熱同期，降水豐富，干濕兩季明顯（11月至翌年4月為旱季，5─10月為雨季）。成土母巖主要是花崗巖，土壤為磚紅壤和磚黃壤。具有明顯的氣候、土壤和植被垂直帶譜，地帶性植被類型為熱帶常綠季雨林，而熱帶半落葉季雨林是尖峰嶺地區(qū)海拔最低的森林植被類型（海拔60～350 m）。季雨林植被類型以龍腦香科（Dipterocaparceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、茜草科（Rubiaceae）、蝶形花科（Papilionaceae）和?？疲∕oraceae）等熱帶成分為主（李意德等，2002）。

1.2 研究方法

1.2.1 氣象觀測和氣象要素統(tǒng)計

本文資料來自于海南島尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測試驗站氣象觀測場 1957─2005年的地面常規(guī)氣象資料（2006年后因站場移至其他地點而未統(tǒng)計其后的觀測數(shù)據(jù)）。該氣象觀測場位于中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所海南島尖峰嶺試驗站內(nèi)，海拔75 m，土壤為磚紅壤。觀測場按國家地面氣象站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計：南北和東西邊長 35 m×25 m，均質(zhì)草皮地面，觀測場四周距天然熱帶半落葉季雨林（次生林）2 m以上。

統(tǒng)計指標(biāo)包括年平均氣溫、月平均氣溫、年平均最高和最低氣溫、年極端最高和最低氣溫、年積溫、年平均地面溫度、月平均地溫、年平均最高和最低地溫、年極端最高和最低地面溫度以及地氣溫差等熱量因子。為突出氣候年代際的變化，對溫度進行 5年滑動平均，以濾去年際振蕩（魏鳳英，1999）。

1.2.2 氣候趨勢系數(shù)和氣候傾向率

有關(guān)氣候趨勢變化方面的分析，本文選用氣候趨勢系數(shù)（王紹武，1990）和氣候傾向率（Jones，1998）進行定量分析，以研究氣象要素在氣候變化中升降的定量程度。氣候要素趨勢系數(shù)實際上為逐年的氣候要素值（如溫度）與年份序列數(shù)的相關(guān)系數(shù)。趨勢系數(shù)為正（負(fù)）時，表示氣候要素在所統(tǒng)計的時間內(nèi)有線性增加（減少）的趨勢。氣候傾向率就是采用最小二乘法獲得的氣候要素值與時間的線性回歸系數(shù)，其 10的倍數(shù)稱為該要素的變化速率，其單位為要素單位/10a（例如：溫度變化速率的單位為℃/10a）。

表1 尖峰嶺熱帶山地雨林區(qū)熱因子的趨勢系數(shù)和氣候傾向率Table 1 Climate trend coefficient and climate trend rate in Jianfengling tropical mountain rainforest

2 結(jié)果與分析

由表1可知，1957─2006年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫和極端最高地溫總體都呈明顯上升趨勢（P<0.05），其中極端最高地溫上升最明顯，升溫幅度為約1.93 ℃/10a。平均地溫、平均最高地溫、平均最低地溫、極端最低地溫都呈上升趨勢，地氣溫差呈降低趨勢，但均未通過P<0.05顯著性檢驗。

2.1 氣溫變化

2.1.1 平均氣溫變化

如圖1a所示，平均氣溫從1957年的24.3 ℃上升到2006年的25.4 ℃，其中上升幅度最大的是1997─2006年。尖峰嶺林區(qū)50年的多年平均氣溫為24.7 ℃，其中1998年為平均氣溫最高的一年，其值為 25.9 ℃，這與海南島和全國平均氣溫最高值出現(xiàn)年份一致；而 1971年為平均氣溫最低的一年，其值為23.7 ℃。

由圖1a可知，1978年是很明顯的一個轉(zhuǎn)折點，在 1978年以前，該地區(qū)平均氣溫普遍比較低，為負(fù)距平，且始終在較小的范圍內(nèi)上下波動；以后氣溫就一直呈明顯的上升趨勢，除少數(shù)幾年外，平均氣溫都為正距平，兩階段溫差相距達 0.54 ℃。因此，近 50年海南島尖峰嶺林區(qū)地面氣溫的增暖主要發(fā)生在最近的25年內(nèi)。

如圖 1b所示，旱季平均氣溫年際波動明顯比雨季劇烈，增溫速率同樣高于雨季，由此可見，旱季對年平均氣溫的增溫貢獻值大于雨季。

圖1 1957─2006年年平均氣溫(a)、旱季雨季平均氣溫(b)的變化Fig. 1 Dynamics of annual mean air temperature(a), mean air temperature in dry and wet seasons(b) from 1957 to 2006

2.1.2 平均最高氣溫、最低氣溫變化

由表1可知，1957─2003年平均最高氣溫和平均最低氣溫都呈明顯上升趨勢，傾向率分別為0.29和0.35 ℃/10a，可見平均最低溫度的上升幅度要大于平均最高溫度，呈現(xiàn)非對稱變化。

由圖2可知，該地區(qū)近50年的年平均最高氣溫、最低氣溫的多年平均值分別為30.1、20.5 ℃。平均最高溫度一直呈上升變化，而平均最低氣溫總體呈“V”型變化，在1977年為最低點，也是一個轉(zhuǎn)折點，1977年之前大多為負(fù)距平，且一直呈下降趨勢，特別60─80年代急劇下降；1977年之后大多為正距平，呈緩慢上升趨勢，兩階段溫度相差1.4 ℃，這說明了尖峰嶺林區(qū)80年代后氣溫升高趨勢明顯加強。

圖2 1957─2003年平均最高氣溫(a)、年平均最低氣溫(b)的變化Fig. 2 Dynamics of annual mean maximum air temperature(a) and mean minimum air temperature (b) from 1957 to 2003

2.1.3 極端最高氣溫、最低氣溫變化

由表1可知，1957─2005年極端最高氣溫和極端最低氣溫變化呈明顯的升高趨勢，氣候傾向率分別為0.26和0.86 ℃/10a，極端最低氣溫上升速度較快。該林區(qū) 50年的年極端最高氣溫、最低氣溫的多年平均值分別為 36.7、8.8 ℃。年極端最低氣溫最低值出現(xiàn)在1974年，其值為 2.5 ℃；而年極端最高溫最高值出現(xiàn)在1968年，其值為42.6 ℃。

圖3 1957─2005年極端最高氣溫(a)、極端最低氣溫(b)的變化Fig. 3 Dynamics of annual extreme maximum air temperature(a) and extreme minimum air temperature (b) from 1957 to 2005

由圖3可知，尖峰嶺林區(qū)年極端最高、最低氣溫長期呈波動變化。除 1968年外，極端最高氣溫在年際間的變化都較為緩和，90年代以后大多數(shù)年份為正距平，表明年極端最高溫度普遍偏高；而極端最低氣溫年際間波動比較劇烈，60─70年代普遍偏低，比多年平均偏低約3.0 ℃，80年代及其以后普遍偏高，比多年平均偏高約1.5 ℃。

2.1.4 月平均氣溫變化

由表2可知，月平均氣溫趨勢系數(shù)和傾向率都為正值，表明月平均氣溫呈上升趨勢。1、2、8、10和11月都表現(xiàn)出很強的正趨勢，氣溫傾向率都在 0.2 ℃/10a左右，其中 8月上升幅度最大，達0.3 ℃/10a；5月的氣溫趨勢系數(shù)和傾向率為最小，表現(xiàn)弱的正趨勢；雨季的平均增溫率略大于旱季。

表2 尖峰嶺熱帶山地雨林月平均氣溫和月平均地溫的趨勢系數(shù)和氣候傾向率Table 2 Climate trend coefficient and climate trend rate of monthly mean air and ground temperature in the forest region at Jianfengling

平均氣溫的季節(jié)變化整體呈拋物線趨勢，1月是該地區(qū)一年中的最冷月，多年平均值為19.8 ℃；6月是最熱月，多年平均值為28.3 ℃，為典型的熱帶季風(fēng)氣候。

2.2 地溫變化

2.2.1 平均地溫變化

由表1可知，1963─2003年平均地溫的趨勢系數(shù)和氣候傾向率分別為0.2685和0.16 ℃/10a，說明 40年尖峰嶺林區(qū)平均地溫總體呈上升趨勢，每10年上升0.16 ℃，平均氣溫增溫速率接近。平均地溫多年平均值為29.0 ℃，其中1972年為最低的一年，其值為 27.5 ℃，比年平均氣溫最低年份遲一年；與氣溫一樣，1998年為年平均地溫最高的一年，其值為30.9 ℃。

由圖4a可知，1963─1978年（除1968年外），平均地溫距平都低于或接近于 0，即平均地溫處于較低時期，比多年平均值低出約0.6 ℃；80年代及其以后，平均地溫處于較高的時期。與旱雨季平均氣溫變化一樣，旱季對年平均地溫升高的貢獻大于雨季，如圖4b。

2.2.2 平均最高地溫、最低地溫變化

由表1可知，1963─2003年平均最高地溫和最低地溫趨勢系數(shù)分別為0.2663和0.1725，都呈上升趨勢，增長率分別為0.43和0.12 ℃/10a，平均最高地溫上升速度比平均地溫高出0.27 ℃/10a，這說明尖峰嶺林區(qū)地表溫度的增加主要是由于最高地溫升高造成的。

圖4 1962─2003年年平均地溫(a)、旱季雨季平均地溫(b)的變化Fig. 4 Dynamics of annual mean ground temperature(a), mean ground temperature in dry and wet seasons(b) from 1962 to 2003

如圖5所示，年平均最高地溫和最低地溫年際間波動都比較大。由 5年滑動平均線可以看出，1963─1976年除1964年外，平均最高地溫都為負(fù)距平，表明該時期最高地溫處于較低時期；1976年以后滑動平均距平大多在0以上，表明該時期最高地溫處于高溫時期。平均最低地溫在1963─2003年之間呈現(xiàn)中間低兩端高的變化特點，即70年代和80年代處于較低時期，60、90年代及后來處于較高時期。

圖5 1963—2003年平均最高地溫(a)、年平均最低地溫(b)的變化Fig. 5 Dynamics of annual mean maximum ground temperature(a) and mean minimum ground temperature (b) from 1963 to 2003

2.2.3 極端最高地溫、最低地溫變化

由表1可知，1963─2003年極端最高地溫變化呈顯著上升趨勢，每10年上升1.93 ℃；極端最低地溫呈上升趨勢，每10年上升0.42 ℃。40年間的年極端最高地溫、最低地溫的多年平均值分別為68.8、8.6 ℃。歷年極端最高地溫的最高值出現(xiàn)在1995年，其值為76.1 ℃，歷年極端最低地溫的最低值出現(xiàn)在1974年，其值為2.6 ℃（圖6）。

圖6 1963─2003年極端最高地溫(a)、極端最低地溫(b)的變化Fig. 6 Dynamics of annual extreme maximum ground temperature(a), and extreme minimum ground temperature (b) from 1963 to 2003

2.2.4 月平均地溫變化

由表2可知，月平均地溫的趨勢系數(shù)在5月份為負(fù)值，每10年降低0.3 ℃；其余月份都為正值，即呈升高趨勢，其中，1—3月呈顯著上升趨勢，尤其是3月份達4.5 ℃/10a。這說明了尖峰嶺地表溫度的升高是由于冬季地表溫度的顯著升高所造成的。平均地溫的季節(jié)變化呈拋物線，最小值與氣溫一樣，出現(xiàn)在1月，其值為17.4 ℃；最大值出現(xiàn)在5月，其值為34.2 ℃。

2.3 地氣溫差變化

從表1和圖7a可知，1962─2003年地氣溫差呈微弱下降趨勢，每10年下降0.05 ℃。地氣溫差在上世紀(jì)70年代初和2000年以后為較小時期，80和 90年代大多數(shù)年份為正值，即地溫高于氣溫，熱量是由地面輸往大氣；最大值和最小值分別出現(xiàn)在1987和2003年。

由氣溫ta、0 cm地溫ts和地氣溫差ts-ta的多年平均值季節(jié)變化可以看出（圖7b），氣溫和0 cm地溫曲線都呈拋物線型，變化趨勢相同，最高值出現(xiàn)在雨季的5─6月，最低值出現(xiàn)在旱季的12月至翌年1月。地氣溫差曲線明顯不同于氣溫和地溫，最大值和最小值分別出現(xiàn)在雨季的5月和8月，最大值出現(xiàn)的時間與全國（6─7月）相比，提前了2～3個月；最小值與全國（12月至翌年1月）相比，提前了3～4個月。

圖7 尖峰嶺熱帶山地雨林地氣溫差年代際變化(a)，多年平均氣溫、0 cm地溫和地氣溫差的季節(jié)變化(b)Fig. 7 The interdecadal changes (a) of (ts-ta) and the annual variation (b) of (ta, ts, and ts-ta) in Jianfengling tropical mountain rainforest

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

本研究表明，在全球變暖背景下，尖峰嶺林區(qū)也出現(xiàn)了溫度升高的趨勢，平均氣溫上升 0.17 ℃/10a，平均地溫上升0.16 ℃/10a，均低于全球熱帶地區(qū)0.21～0.31 ℃/10a（Malhi和Wright，2004）、中國 0.25 ℃/10a（Wang等，2010）以及海南島0.24 ℃/10a（許格希等，2013）的氣溫升高速率。中國南方地區(qū)增溫率不如北方地區(qū)高是其原因之一（于淑秋等，2003）；另外，尖峰嶺林區(qū)由于比較偏遠落后，工農(nóng)業(yè)溫室氣體排放較少，且森林覆蓋面積較大，故其增溫率相對較低。根據(jù)已有的森林長期氣候資料來看，尖峰嶺林區(qū)氣溫增長率低于中國北方針葉林區(qū)的氣溫增長率（0.38 ℃/10a。王宇等，2008），略高于西雙版納植物園（0.13 ℃/10a。趙俊斌等，2012），然而，造成這種變化格局的機制，還有待于進一步深入研究。

地氣溫差的變化趨勢基本上反映了地表感熱通量（包括水汽和熱量）的變化特征，而感熱通量又是低層大氣的主要熱量來源之一，也是地面熱量平衡的重要分量，因此，地氣溫差是決定小氣候和區(qū)域氣候的重要因子。有研究發(fā)現(xiàn)青藏高原春季地氣溫差對夏季的降雨有一定的指示意義，即地氣溫差越大則降雨量越大（江灝和王可麗，2000）。對西雙版納的研究表明，地氣溫差值在過去 50年呈下降趨勢是導(dǎo)致該地區(qū)降雨量減少的原因（趙俊斌等，2012）。尖峰嶺林區(qū)地氣溫差季節(jié)變化明顯，在剛進入雨季的5月份達到最大；從年際間變化看，地氣溫差值在過去的半個世紀(jì)里呈下降趨勢，這也是尖峰嶺熱量條件變化趨緩和波動變小的必然結(jié)果。地氣溫差的最大值和最小值都比全國平均出現(xiàn)時間要提前2～4個月，這可能是因為8月為該區(qū)降水最豐月（約占全年降水量的 20%左右），過多的云雨天氣大大削弱了到達地面的太陽輻射強度，因而地溫與氣溫也受到影響。其中，地溫受其影響降溫效應(yīng)更顯著，從而導(dǎo)致地溫與地氣溫差最大值相差3.0 ℃左右。

從各熱量因子變化趨勢來看，尖峰嶺林區(qū)最低氣溫增暖趨勢高于平均氣溫，這與中國總體氣溫變化趨勢一致（任國玉等，2005）。同時平均最低氣溫的上升幅度要大于平均最高氣溫，平均最高地溫的上升幅度要高于平均最低地溫，都呈現(xiàn)非對稱變化。這一結(jié)果與其他一些研究所得結(jié)論一致（王菱等，2004；鄭艷等，2005）。這也說明了尖峰嶺林區(qū)氣候變暖主要是最低氣溫和最高地溫的顯著升高造成的。

尖峰嶺地處亞洲熱帶北緣地區(qū)，氣溫比典型的熱帶地區(qū)低，熱帶植物（尤其是東南亞典型熱帶龍腦香科植物）的生長與繁殖受該地低溫影響較大（粟娟和王德禎，1994；許格希等，2014）。該研究表明，尖峰嶺林區(qū)年極端最低氣溫和平均最低地溫均呈現(xiàn)顯著上升的趨勢（分別為 0.53、0.35 ℃/10a），這對該地區(qū)熱量不足起到一定的補償作用。

氣溫上升必然對生物的各種活動與行為產(chǎn)生影響，例如，在很多地區(qū)發(fā)現(xiàn)植物春季物候提前、秋季物候期推遲、生長季延長（Chen等，2005；Ma和Zhou，2012；Piao等，2006）。許格希等（2014）對海南島尖峰嶺熱帶樹木園（本研究的氣象觀測場附近）的 12種熱帶常綠闊葉喬木展葉期與開花期對氣候變化的響應(yīng)研究表明，多數(shù)樹種展葉始期受展葉前冬季及春季氣溫影響顯著，所有的樹種展葉始期與開花始期的發(fā)生都受到氣溫和降水的共同影響。由此可推斷，如果僅從熱量因子的變化趨勢看，尖峰嶺林區(qū)的熱量因子變化趨勢有利于熱帶植物的生長與繁殖，但由熱量所導(dǎo)致的其他環(huán)境因子的變化（如降雨量減少），則可能對尖峰嶺林區(qū)生長的植物造成一定的負(fù)面影響（許格希等，2014）。全球不同生態(tài)系統(tǒng)增溫實驗綜合分析得出，通過2～9年增溫 0.3～6.0 ℃，土壤呼吸增加 20%，氮礦化速率增加46%，植物生產(chǎn)力增加19%（Rustad等，2001）。

3.2 結(jié)論

對于尖峰嶺林區(qū)近 50年熱量因子變化趨勢，從年際變化來看，平均氣溫、平均最高地溫、平均最低地溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、極端最高地溫升高趨勢顯著（P<0.05），且最低氣溫和最高地溫增溫幅度最大，說明尖峰嶺熱帶林區(qū)氣候變暖來自于最低氣溫和最高地溫升高的貢獻。從季節(jié)變化來看，1、2、8、10、11月的平均氣溫升高趨勢顯著（P<0.05），1、2、3月的平均地溫升高趨勢顯著（P<0.05），說明旱季對年平均氣溫和地溫的增溫貢獻值大于雨季。

影響尖峰嶺林區(qū)近 50年熱量因子變化的因素有外部因素和內(nèi)部因素，外部因素主要是指太陽活動的影響，內(nèi)部因素主要是大氣環(huán)流（包括ENSO事件、臺風(fēng)等）和人為干擾（尖峰嶺上世紀(jì) 80年代的森林砍伐、人工林的種植等），這些因素往往在尖峰嶺氣候變化中占主導(dǎo)地位。然而，這些因素是如何影響尖峰嶺林區(qū)氣候變化的，還有待于今后的進一步研究。

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Change Characteristics of the Heat Factors in Tropical Forests in Jianfengling, Hainan Island during the Past 50 Years

ZHOU Zhang, LIN Mingxian, LI Yide, CHEN Dexiang, LUO Tushou, XU Han
Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry//Jianfengling Tropical Forest Ecosystem Station, Guangzhou 510520, China

Global climate warming has been confirmed, and region climate change would impact on the physiological activities of plants, and then have an influence on the structure and functions of vegetation. Tropical forests in Jianfengling, Hainan Island is one of the typical tropical forest ecosystems. Its long term climatic dynamics is important to assess the response and adaption of forest to global change. Long-term data (1957─2005) of air temperature and soil surface temperature in Jianfengling tropical forest area were used to analyze the inter-annual trends of heat condition and discuss the influences on the tropical plants. The results showed that, annual mean air/ground temperature during past 50 years was 24.7and 29.0 ℃. Annual mean air/ground temperature, annual mean maximum and minimum air/ground temperature, annual extreme maximum and minimum air/ground temperature, and annual accumulated temperature have been rising in the past 50 years over the Jianfengling forest. Annual mean air, annual mean maximum/minimum air temperature, extreme maximum/minimum air temperature and extreme maximum ground temperature increased significantly, having a increase of 0.17, 0.29, 0.35, 0.30, 0.53, 1.93 ℃ per 10 year .These facts indicate that the change of the minimum temperature is more sensitive than that of the maximum temperature. Monthly mean air temperature in January, February, August, October and November increased significantly, having a increase of 0.27, 0.28, 0.14, 0.12, 0.24 ℃ per 10 year. Monthly mean ground temperature in January, February and March increased significantly, having a increase of 0.47, 0.82, 4.56 ℃per 10 year. It is concluded that the main contributor of climate warming in Jianfengling tropical rainforest is the rising of the minimum air temperature and maximum ground temperature. The rising temperature in dry seasons made a greater contribution to the increase of air temperature and ground temperature. As Jianfengling is located in the north verge of tropical region, its rising temperature will benefit the tropical plants living there.

tropical forests; Jianfengling; air temperature; ground temperature; climatic variation tendency

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.04.005

X16；S716

A

1674-5906（2015）04-0575-08

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國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)運行服務(wù)（2014-2015）；國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（201404201）；國家林業(yè)科技創(chuàng)新平臺運行補助（2014）

周璋（1983年生），男，博士，主要從事生態(tài)氣候和森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)研究。E-mail：zhouzhang315@126.com *通信作者

2015-03-23