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小氣候要素的日、年變化除了受外界天氣氣候背景的變化影響外，還受系統內生物的生命活動和群體變化的影響。空間上分布也有很大差異。多種因素的疊加，增加了小氣候觀測設計的難度。因此，需要周密地選擇測點位置、高度，且需經常用到遙測和隔測。
森林小氣候是研究森林與森林氣象條件相互作用的科學。氣象要素是森林生態系統的重要生態環境因子。森林小氣候觀測的目的是了解不同森林類型的小氣候差異或森林對小氣候的影響。如把小氣候與生長結合起來，就能了解不同小氣候對于林木生長的影響，以便研究外界環境與林木生長之間的關系和林木生長的物候潛力，為林木規劃、資源利用和保護、乃至氣候變化的研究提供科學依據。
與一般氣象及農業小氣候觀測相比，森林小氣候在觀測項目、場地選擇、測點布局、儀器選擇等方面有其特點。如林內輻射、林下降水、林地積雪、林內梯度觀測高度等均需根據林地、林相等特征進行選擇。
森林小氣候的觀測根據研究的目的可選擇流動觀測、對比觀測、梯度觀測、平行觀測等。但這些分類不是-概的，而是相互聯系，不能截然分開。
我們的小氣候系統采用CSI公司的自動數據采集器，可以通過軟件按規定的時序進行觀測。由于采集速度快，各要素的觀測基本上可以達到同步進行。
小氣候的觀測就是對小氣候系統中的某些物理特征量進行測定，即小氣候要素。它包括：
※ 輻射：包括輻照度、總輻射量反射輻射、凈輻射、光合有效輻射、光照度、光照時間
※ 熱量：如介質（空氣、土壤、水等）溫度、表面溫度和環境平均輻射溫度等
※ 氣體：如二氧化碳和氧氣等的密度、質量、濃度等
※ 水氣：如水氣壓、溫度、等
※ 風：風速、風向等
森林小氣候站的設置一般采用林下2米，林上2米，地下4層直至土壤底層。多層梯度可設林下3層，冠層起4層或根據森林的冠層結構設置更多層。
觀測中可適當增加空氣溫濕度和PAR。常規風速測量的意義不大，除非是防火氣象站；或采用超聲風速；有條件的地方采用通風式的空氣溫濕度探頭。
基本測量要素：
※ 風速 風向
※ 空氣溫濕度
※ 氣壓
※ 降水
※ 輻射
※ 地溫 地濕
可增加的測量要素：
※ 葉片濕潤度
※ 土壤水勢
※ 冠層溫度
※ PAR
※ 凈輻射
※ 測徑儀
