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植被在陆气相互作用中起着非常重要的作用,同时对于其本身的生长环境,也有着非常复杂的反馈过程。为了精确分析青藏高原植被变化后所造成的生态,气候效应,本文使用CLM陆面过程模式模拟和地面观测相结合的方法,通过对2005-2006年西大滩和2011年夏季苏里自动气象站的观测资料处理,分析了青藏高原高寒草地植被变化对地表长、短波辐射,感热和潜热等地表能量通量的控制机理和影响过程,并使用气象台站和自动站数据建立了土壤表面温度—大气环境和植被特征数据的拟合公式。主要结论如下。
(1)在干旱半干旱区,土壤比较干燥,反照率高于植被,植被增加能遮盖地表,降低地表反照率。而在较为潮湿的沼泽草甸和高寒草甸,土壤潮湿,反照率低于地表,植被增加后,反照率会升高。植被和反照率的关系受土壤表层含水量影响很大。
(2)植被对长波辐射的影响表现为,植被能截留土壤表面向上发射的长波辐射,并以逆辐射的形式向下发射长波辐射加热地表,而地表向上的长波辐射则大大减少,起到明显的保温作用,在冬季和夏季,植被的保温作用都非常明显。
(3)植被对地表感热和潜热的影响比较复杂。降水之后,土壤变得潮湿,如果植被长势良好,太阳辐射大多会照射到植被叶片上,减弱了太阳辐射对地表的直接作用,只有少部分透射到土壤表面,而植被叶片蒸散能力要低于潮湿的地表,照在叶片上面的净辐射只有少部分转化为潜热释放到大气,更多的是转化为叶片升温和与温度相关的感热以及长波辐射。而如果植被覆盖较低,太阳辐射能直接照射地表并转化为大量的潜热,带走了土壤的水分,降低了地表温度。低盖植被盖度区域内,因为大量的潜热蒸发,土壤水分损失严重,容易造成干旱的发生,地表温度会迅速的增加。植被能通过控制地表感热和潜热的变化影响土壤水热过程的变化。
(4)使用大气温度、向下短波辐射、降水等大气资料和植被叶面积指数资料所拟合的最高最低和日平均土壤表面温度公式能较好的代表青藏高原地区土壤表面温度变化情况,公式物理意义明确且具有代表性。