森林小气候的研究是揭示森林生态系统功能、评估森林环境效益的基础,森林小气候资料不但为森林生态学的各项研究提供了基础数据,同时为全球变化对森林生态系统的影响及其响应研究提供了基本依据。本文以尖峰岭热带山地雨林(原始林和次生林)为研究对象,林内采用全自动梯度观测,林外设置对照点,分析了2008年全年的高时间分辨率的林内外小气候数据,以揭示尖峰岭热带山地雨林的小气候时空变化规律及分析林内外小气候效应的特点,主要结果如下:(1)热带山地雨林小气候总体特征2008年热带山地雨林林内年均气温19.0℃,年最高气温28.0℃,最低气温4.1℃,年均相对湿度91.8%,年均风速0.38m/s,年均水汽压为2.1kpa, 10cm土壤层年均温度和含水量分别为19.3℃和20.4%,年降雨量2500mm,年总辐射为4600～5000MJ,净辐射为2800～3200MJ。(2)热带山地雨林小气候时空变化特征气温日变化都呈现早晚低中午高的倒U字形变化趋势,最低值出现在6:00-8:00,最高值出现在14:00前后,年变化呈抛物线趋势,2月和12月最低,7月最高,旱季变幅大于雨季。日较差旱季较大于雨季,最大值出现在旱季和雨季交替的3月和11月。气温垂直分布呈现逆温趋势,原始林雨季夜间在林冠表面出现低温中心,午间在林地和林冠上方10m处出现高温中心。空气湿度日变化与气温变化趋势相反,总体呈现早晚高中午低的V字形趋势,年变化呈双峰趋势,2月和10月为峰值,5月最低。午间原始林林冠湿度以12m处向两端递减,全天次生林林冠内湿度随高度的增加而降低;原始林月平均湿度8-12月随高度增大而减小,次生林4-12月湿度随高度增加而降低。空气水汽压日变化总体正弦变化趋势,最低值出现在6:00-7:00,最高值出现在下午,但旱雨季不同。年变化与气温一致,呈单峰变化趋势。一天中林冠内水汽压随着高度增加而降低,接近林冠表面处达最低,早晨接近林冠表面形成低压中心,下午接近林地形成高压中心。林冠月平均水汽压与高度变化关系不明显。土壤层平均温度日变化总体呈正弦变化趋势,最低值出现在8:00-9:00,最高值出现在18:00-19:00,白天为升温过程,夜间处于降温过程,年变化趋势与气温一致。原始林50cm深以内土壤温度日变化趋势明显,次生林则为30cm深以内,月平均土壤温度随深度的增加而升高。土壤含水量无明显日变化规律,年变化与空气湿度一致,日较差显著小于相对湿度。原始林土壤30cm深含水量最高,次生林土壤含水量变化随深度增加而显著增大,50cm深处含水量最高,月平均土壤含水量变化与深度无明显关系。风速日变化总体呈倒U字形变化趋势,年变化呈单峰趋势,1月和12月最低,6月最高。林冠风速随高度的增加而增大,递增率白天大于夜间,林冠上方大于林冠内。总辐射、净辐射和光合有效辐射日变化趋势与气温一致,12:00达最大值,夜间总辐射和光合有效辐射为0,净辐射为负值;年变化趋势为2月最小4月最大,雨季大于旱季。(3)林内外小气候生态效应林内外小气候差异显著,林外气温高于林内,林外土壤温度和风速均显著大于林内,湿度显著小于林内。原始林和次生林的林冠上层总辐射、林内相对湿度和水汽压差异均不显著(p>0.05),但原始林土壤温度、林内风速和林下光合有效辐射都显著小于次生林,林冠净辐射要显著大于次生林。具体来说,林内年平均气温比旷地低约0.7℃,年平均最高气温比旷地低1.1～2.1℃,年平均土壤温度比旷地低约3.4℃～4.0℃,年平均风速比旷地低0.12～0.47m/s,年平均相对湿度比旷地高1.7～3.2%。这些说明了热带山地雨林具有昼间降温和夜间保温、增加湿度、减弱风速及改变局部水循环的生态气候功能,而且原始林林冠层能量利用效率和防风效应均优于次生林,充分体现了热带森林生态系统调节气候方面的生态服务功能。(4)气候因子相关回归分析和主成分分析通过回归分析得知,林内各气象要素之间,除林内风速与土壤含水量外,其他气象要素之间均存在显著线性相关,空气温度、水汽压和土壤温度两两之间正相关程度较高(R2>0.80),各辐射分量之间线性程度最高(R2>0.99)。通过林内外气象要素的回归分析得知,大多数气象要素存在显著的林内外相关关系;其中,以气温和土壤温度及次生林风速的相关性最好(R2>0.80),次生林拟合效果优于原始林,旱季优于雨季。多元线性回归结果显示,辐射量与空气相对湿度和风速呈负相关,与空气温度呈正相关;土壤热通量与土壤水分和土壤温度呈负相关,而与空气温度和相对湿度呈正相关,原始林拟合效果优于次生林。回归模型显示,净辐射可以用总辐射或光合有效辐射来拟合(R2>0.98),土壤热通量可以用土壤含水量、气温和相对湿度来拟合(R2>0.90),原始林拟合效果优于次生林。气象因子主成分分析结果表明,影响原始林林木生长的三个主要环境因子为热、光和水因子(累积贡献率89%),影响次生林林木生长的两个主要环境因子是热量、辐射和水分综合因子(累积贡献率84%),这为热带天然林的保护和可持续经营、热带次生林的恢复、热带人工林的营造提供了科学理论依据。