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水热格局是气候变化的重要组成部分，影响着生态系统的结构、过程和功能；而水文学过程及水文功能是森林生态系统过程和功能的重要内容之一。在此背景下，本文选取季风性气候下的南亚热带典型森林生态系统为研究对象，研究南亚热带区域水热格局变化及该区域典型森林生态系统的水文学过程。
本文以鼎湖山自然保护区内的典型南亚热带森林生态系统为研究对象，水热格局变化分析选取代表性的高要气象站1954-2003年降水、气温和蒸发观测资料，用Mann-Kendail检验和Sens Slope分析；鼎湖山森林生态系统水汽通量分析采用了涡度相关法、水量平衡法两种实测方法和两个常用蒸散模型；集水区径流、土壤储水和地下水位分别由测流堰、土壤水分中子仪和地下水井长期定位监测。
该区域降水年变化不显著但季节分配格局变化显著，集中体现在后汛期(7-9月)降水的减少、前汛期(4-6月)降水的增加。后汛期月均降水变化幅度最大(-1.01mmyr-1)，前汛期作为降水最集中季节其月均降水仍以0.38 mmyr-1增加且变异减小。各降水强度分布趋于均匀化，极端的大暴雨事件显著下降，小雨雨量显著上升。气温变化分析中，除了2-5月和7月没有检测到显著变化趋势外，其它月份和季节都出现了显著上升趋势；年均气温增长0.0186℃yr-1，干季(1-3月及10-12月)月份升温趋势(0.028℃yr-1)强于湿季(4—9月)月份(0.011℃yr-1)。寒冷的12月、1月和2月气温增加稳步，而8月份气温出现了更多极端值。蒸发皿蒸发分析中，全年蒸发皿蒸发量为1496 mm，年内7-9月蒸发量最大。年蒸发呈不显著下降趋势，上半年蒸发整体显著下降，而10-12月的蒸发显著上升。
本文用湿润系数(降水与蒸发皿蒸发之比)作为生态系统干湿度指标分析水热格局对生态系统的影响。其湿润系数年变化不显著，但最为湿润的前汛期变得更湿润而后汛期变得更干旱；偏湿的上半年变湿而偏干的下半年变干，这将导致系统产水的季节分化。另外年内降水分配由双峰型向单峰型转变，降水更集中于前汛期，同时下半年为主的增温趋势使得水热错位，加剧水资源供求的矛盾和洪涝灾情。水热资源的季节内不均衡分配趋势使得森林水热调控作用显得更重要。
蒸散是森林水文学中最为关键和复杂的过程。在生态系统水汽通量研究中，用涡度相关法实测通量的能量闭合度偏低，其中2003年的涡度相关法实测混交林年蒸散量为662mm，占总降水的49.3％，耗能占净辐射能量的58.2％。用水量平衡法对东沟集水区植被蒸散计算表明多年平均蒸散为739 mm，占总降水的48％。用Penman－Monteith公式租Priestley-Taylor公式模拟针阔叶混交林的蒸散，结果证明Priestley-Taylor公式以其简单的形式适用于当地混交林蒸散研究，其α值取0.683能较好的反应偏干年份蒸散。本文基于气孔导度模型(Gao et al,2002)及实测蒸散产生了新的整体冠层导度模型，它与Penman—Monteith公式结合取得较优拟合效果，该模型能更好的反应温湿度、风速和辐射对蒸散的影响。
鼎湖山东沟集水区多年平均年径流为788.8 mm，径流系数为51.1％，其中干湿季径流比值为1：6，具有与降水年内分布类似的不平衡格局。但鼎湖山森林的径流的变异系数约为降水变异系数的一半：地上与地下径流的比值为7：10，以稳定地下径流形式产流为主的格局说明鼎湖山自然保护森林能很好的调节径流产生过程。有雨日的日降水和日径流存在显著的二次抛物线关系。
典型森林的土壤储水量随演替进程而增加。研究期内松林、混交林、季风林的90cm土层的储水量分别为137 mm、142 mm和172 mm。这与1983－1988年3林分储水量相比均显著下降，下降幅度为混交林>季风林>松林，湿季>干季。地下水位无显著变化趋势。各林型储水功能上，季风林土壤各层含水量大且变异小，体现了地带性森林生态系统功能的稳定性；混交林在储水功能上最不稳定，易受到水热变化而波动。随森林演替进展土壤水分与植物根系协同趋于表土化。
近20年间土壤储水的下降可与后汛期的降水显著下降、降水的周期性波动以及环境变迁导致的蒸散变化有关。森林径流通过土壤水库的调节以稳定的地下径流为主输出，以较高系统产水率调节水资源分配，但降水集中于前汛期的格局可导致产流更集中。蒸散研究中各方法的适用尺度不同，涡度相关法更适用于小尺度的短时高精度测定，而水量平衡法测定时间分辨率低；模型则是尺度拓展和预测的有效手段。Priestley-Taylor公式更适用与大尺度蒸散研究，而开发模拟环境变迁的冠层导度响应模型并结合Penman－Monteith公式有助于蒸散变化趋势研究。森林蒸散受到植被结构、土壤条件和各环境因子的影响，而大气CO2浓度变化和当地严重的氮沉降对气孔导度和蒸散影响也值得进一步探讨。