全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2006) 03-0248-06
青藏高原两种草甸地表通量季节变化特征
赵　亮1 , 徐世晓1 , 李英年1 , 赵新全1 , 于贵瑞2 , 古　松1 , 杜明远3
( 1. 中国科学院西北高原生物研究所, 青海 西宁　810001;
2.中国科学院地理科学与资源研究所, 北京　100101; 3.日本农林环境技术研究所, 日本 筑波　30508604)
摘要: 2003年 1 月-2004 年7 月运用涡度相关法技术研究青藏高原金露梅 (Potentilla f r uticosa)灌丛草甸 ( SWM)和藏嵩
草(K obr esia humilis )沼泽化草甸( SRM )的地表通量。结果表明:二者地表湍流通量都具有明显的季节变化和日变化,其
中感热通量以4 月最大, 1月最小,而潜热通量则以5 月最大; 感热通量随着季节的变动而显著变化, 在相同月份中沼泽
化草甸白天最大值大于灌丛草甸, 日变化振幅比灌丛草甸强; 白天潜热通量达到最大值的时间和波动强度因季节不同而
各异, 在非生长季节白天最大值在13～15 h, 日波动较弱,生长季节最大值在12 h,日波动较强; 高寒草甸地表湍流通量与
温度间存在着线性关系; 不同季节感热通量:沼泽化草甸> 灌丛草甸,而潜热通量与感热通量各异,在 1月沼泽化草甸>
灌丛草甸, 在4 和10 月, 沼泽化草甸< 灌丛草甸,在 7月二者基本一致。
关键词: 青藏高原;感热通量; 潜热通量;草甸
中图分类号: S 812　　　　文献标识码: A
Seasonal Variation of Surface Fluxes of two Species Meadows
on the Qinghai-Tibet Plateau
ZHAO Liang
1, XU Shi-x iao
1 , L I Ying-nian
1, ZHAO Xin-quan
1,
YU Gui-rui
2, GU Song
1, DU M ing-yuan
3
( 1.Northwest Plateau Ins titute of Biology, Ch ines e Academ y of S ciences, Xining, Qin ghai Province 810001 Ch ina;
2. Ins t itu te of Geographic Sciences and Natural Resour ces Research, Beijing 100101 Ch ina;
3. Nat ional In st itute for Agro-Environmental Science, Tsukub a 3058604, Jap an)
Abstract: Eddy covar iance technique w as used to measure the surface f lux es ( sensible flux and latent flux ) of a
Potentilla f r ut icosa shrub meadow ( SRM ) and a K obresia humil is swamp meadow ( SWM ) on the Qinghai-Ti-
betan Plateau f rom January 2003 to July 2004. Resul ts show that the sur face f luxes had been recor ded w ith sig-
nif icant diurnal and seasonal variat ions. Among them, April saw the highest monthly sensible f lux, and Jan-
uary the low est , w hile the latent f luxes max imum appear ed in M ay. Diurnal sensible flux ampl itude signif icant-
ly changed w ith season alternat ions. Within the same month, the max imal diur nal sensible flux o f the K . hu-
milis shrub meadow w as higher than that of the P. f ruticosa sw amp meadow , and the diurnal amplitude of the
fo rmer excelled that of the lat ter. Dif ferent seasons also altered the t ime in w hich the diurnal latent f lux and the
amplitude v ibrat ion fo rce reaching the peaks During the plant do rmant season, the max imal diur nal sensible
flux appeared betw een 1∶00 pm to 3∶00 pm and the diurnal amplitude w as w eak. During the plant g row ing
seasons, the maximal diurnal sensible f lux es occurred in midday , 12∶00 am , w ith st rong diurnal amplitude.
There ex ists a linearity or exponent ial relat ionship between surface f luxes and air temperature in the two mead-
ow s. T he responses of the P . f ruticosa shrub meadow latent flux to temperature w ere st ronger than those of
the K . humil is sw amp meadow . each month. T he responses of the shrub meadow sensible f lux to temperature
w er e st ronger than those of the sw amp meadow in January . It w as the reverse in Apr il and October . In July ,
the response of sensible f lux to temperatur e of the two w as similar .
Key words : Qinghai-T ibet P lateau; Sensible flux ; Latent f lux; M eadow
收稿日期: 2005-06-10; 修回日期: 2005-11-07
基金项目: 中国科学院知识创新工程项目( KZCX1-SW-01-01A5) ;国家 973项目( 2002cb4125o1)
作者简介: 赵　亮( 1974-) ,男,助理研究员,从事生态学研究
第14卷　第 3期
　Vo l. 14　 No . 3
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　　　2006年　 9 月
　Sep. 　　 2006
　　地表湍流通量是表征地- 气相互作用过程的重要
物理量。国内外对陆地生态系统地表通量进行了广泛
研究[ 1～6]。但是除余锦华[ 6]对改则郊区荒漠和狮泉河
郊区边缘的平坦裸土进行长期研究外, 其它的主要在
夏季,且观测时间较短 [ 3～5]。至于对青藏高原同类研究
几乎没有。金露梅灌丛草甸和藏嵩草沼泽化草甸是在
青藏高原广泛分布的两种植被类型。研究其地表通量,
不仅于为青藏高原热力状况提供资料, 也将对了解高
寒草甸生命与非生命系统间的关系, 揭示系统间能量
流动及其物质循环规律,解释植被类型区气候及其水
分循环等有重要意义。对这两种草甸类型的碳循
环[ 7～ 9] ,以及辐射能量平衡 [ 10, 11]已进行了广泛的研究,
但对地表通量至今尚未详细的观测和研究。本文运用
涡度相关法技术对这2种植被类型的地表通量进行观
测,分析其感热和潜热通量的时间变化特征,比较2种
植被类型地表通量之间差异。
1　材料与方法
1. 1　研究区域自然概况
于2003年1-12月和2004年1-6月在中国科学院
海北高寒草甸生态系统定位站( 37°37′N、101°19′E, 海
拔3220 m )进行。年均气温- 1. 7℃, 7月和1月平均气
温为9. 8和- 14. 8℃; 年均降水量580 mm, 主要分布
在5-9月, 占全年的80% , 10月至翌年4月仅占年降水
量的20%, 相对无霜期20 d左右, 在7 月仍可出现霜
冻、结冰、降雪(雨夹雪)等冬季天气现象。
1. 2　观测项目与方法
1. 2. 1　涡度相关观测系统分别设置金露梅灌丛草甸
和沼泽化藏嵩草甸, 地势平坦,地形开阔, 具有足够大
“风浪区”的中心带。观测系统离地面250 cm 高,主要
有CSAT 型超声风速仪温度计( CSI)和 LI-7500 CO2 /
H2O 红外分析仪( L I-COR, Inc. )。
1. 2. 2　在湍流资料处理中, 采用每小时30 m in 资料,
利用剔除和内插法消除由于各种原因引起的噪声和峰
值干扰,通过选用自然坐标( x, y, z)投影计算得到水平
风速分量的脉动值( u′和v′) ,垂直速度、温度和比湿的
脉动值( w′、t′、q′)。由处理后的湍流脉动量序列, 直接
计算动量通量(
)、感热通量( H )和潜热通量( L E ) 。
其表达式如下:

=
u′w′ ( 1)
H =
CP
′w′ ( 2)
L E=
L v w′q′ ( 3)
　　式中
和
分别为位温和空气密度,由同步实测气压
和温度求取, CP 为定压比热, L v 为水汽的汽化热系数。
2　结果与分析
2. 1　地表湍流通量年际变化
2. 1. 1　青藏高原下垫面为金露梅灌丛草甸( SRM )和
藏嵩草沼泽化草甸( SWM)。其地表潜热通量( L E )和感
热通量( H )的季节变化非常显著, 在非生长季的H 值
和L E 值都低于生长季节。就L E 值而言,全年日均值都
为正, 1-5月很快增大, 达到最大值, 其出现月份因年际
和下垫面的差异不同而异。如2003年, SRM 和SWM 最
大值出现在6月,分别为77. 39和78. 08 W·m- 2月,而
在2004, SRM 仍出现在6月( 73. 59 W·m- 2 ) ,而SWM
则出现在4月( 74. 51平均值W·m- 2 ) , 在最大值月至
10月上下波动, 10月以后迅速减小, 1月最小, SRM 在
2003和 2004年 1月分别为 6. 60 和11. 49 W·m- 2 ,
SWM 分别为14. 12和5. 22 W·m- 2 ; H 值从1-4月很
快增大, 4月最大; SRM 在2003和2004年4 月分别为
69. 99和77. 46 W·m- 2 , SWM 在2003年4月为40. 53
W·m - 2, 其后逐渐减小直至12月。值得注意的是, 2004
年, SWM 在6月达到最大值。年度变化特征与以往研究
存在着明显差异。如文献 [ 13]指出H 值最大在6月, 5月
次之, 12月最小, 而L E 值在7月最大。而本文的研究结
果显示, H 值最大月为4月,而L E 最大月因年际和下垫
面的差异而不同。结果与文献[ 6]的分布有很大区别。这
主要因下垫面不同所致。本文研究的下垫为草甸, 而余
锦华等研究对象的下垫面为裸土, 另外一个原因可能与
计算方法不同有关(图1)。
2. 1. 2　SRM 的H 值高于SWM1. 93倍,而L E 值则相
反, SRM 低于SWM 8%。在生长季节H 和L E 值差异
不显著, 而非生长季节则差异显著。就 H 值而言, 在
2003和2004年SRM 的H 值高于SWM ,而L E 则年际
变化明显, 在 2003 年, SRW 低于 SWM, 在 2004 年
SRW 高于SWM (图1)。结果证明,在同样条件下,因下
垫面不同对H 和L E 值的影响各异, 在非生长季H 值
通量在地表热源中所占的比例更大。
2. 1. 3　L E 和H 值因下垫面类型和月份不同而异。
SRM 在非生长季节( 1、1、3、4、10、11和12月) L E 小于
H 值,而在生长季节( 6、7、8和9月) , L E 大于H 值;而
SWM 则在所有月份, L E 值均大于H。SEM 的波文比
最大值在2月,最小值在7和8月,为0. 5。SWM 波文比
的月际变化不明显,因而最大值与最小值的分布也不明
显。SWM 和SEM 全年波文比分别为2. 12和0. 32,前者
是后者的6～7倍。表明青藏高原北部高寒草甸地区在
非生长季气候干燥,用于蒸发的水分较少, 地气间的热
量交换以感热通量为主,而在生长季节降水较多,地气
249第 2期 赵　亮等:青藏高原两种草甸地表通量季节变化特征
间的热量交换以潜热通量为主。与余锦华[ 6]等研究结果
相比,本文灌丛草甸的波文比最大值比之早一个月, 最
小值与之相同, 该文的最大值( H / LE = 19)与本文相
比, 比2003年大3倍,比2004年大6倍左右。
图 1　灌丛和沼泽草甸感热通量和潜热通量日值季节变化
F ig . 1　Seasonal v ar iation of sensible heat flux (H ) and latent heat flux ( L E) in the shrub( a) and t he sw amp( b)
表 1　2 种草甸波文比月际动态
Table 1　Monthly var iat ions of Bow en’s r ation in the tw o species meadow s
类型
T ype
年
Year
月份 ( month)
1
Jan .
2
Feb.
3
Mar.
4
Apr.
5
May.
6
Jun.
7
Jul.
8
Aug.
9
S ept .
10
Oct .
11
Nov.
12
Dec.
金露梅灌丛草甸 2003 5. 93 6. 09 2. 05 1. 49 1. 15 0. 76 0. 52 0. 53 0. 65 1. 66 2. 05 3. 82
SRM 2004 2. 97 3. 12 2. 19 1. 59 1. 17 0. 81 - - - - - -
藏嵩草沼泽化草甸 2003 0. 67 0. 58 0. 43 0. 59 0. 49 0. 45 0. 39 0. 40 0. 51 0. 83 0. 94 0. 74
SWM 2004 - 0. 54 - 0. 28 0. 04 0. 32 0. 40 0. 52 - - - - - -
　　综上分析,同属一个地区而下垫面不同的灌丛草
甸和沼泽化草甸,除在最大值出现月份二者存在一定
差异外,其地表通量H 和L E 值的季节变化特征基本
相同, 但二者存在着明显差异,特别在非生长季节, 灌
丛草甸的H 值大于沼泽化草甸,而L E 值存在年度变
化, 在 2003年灌丛草甸的 L E 值大于沼泽化草甸, 在
2004与2003年则相反。二者的波文比相差也很大。
2. 2　地表湍流通量日变化
2. 2. 1　感热通量( H )
青藏高原高寒草甸月际 H 值的日变化情况与报
道[ 2, 5, 6]一致, 上午H 值逐渐增大, 中午前后达到最大,
尔后减小。但不同草甸类型H 值间存在差异, SRM 日
变化的最大H 值> SWM (表2)。正负转换时间的月际
变化在两种草甸间也在存在差异。从冬到夏, H 值为正
的时间逐渐延长, 负的时间逐渐缩短, 即由负转正的时
间逐渐延长,而正转负的时间逐渐推后(表4)。例如,在
SRM , 1月由负转正的时间约10 h(北京时间,下同) ,由
正转负的时间为19 h, H 值为正的时间只有8个小时。4
月由负转正的时间在8 h,由正转负大致在20 h, H 值为
正的时间增加到11个小时, 而6和7月H 值为正的时间
增至13个小时,是一年中最长的月份。从8、9月开始由
负转正的时间又逐渐推后, 由正转负的时间逐渐提前,
在生长季节,正的时间长于负值,在非生长季节则相反。
SWM 的变化与SRM 相同, 其主要区别在于, SWM 在
11和12月都是正值,没有正负转换现象(表2)。
在青藏高原SRM 和SWM , H 值的日变化较强,
白天最强大多发生在14∶00 h,最小负值在03∶00 h。
在SRM ,在非生长季节H 白天正值增大较快,日变化
较强,在生长季节日变化较弱, 白天正值以2月最大, 4
月H 的日变化与 5月接近, 10- 12月的变化相差不
大。而在SWM ,白天正值以4月最大, 1、2和12月H 的
日变化与SRM 接近,特别是1和12月很接近。比较两
种草甸的H 变化, 在相同月份白天的最大值, SRM 比
SWM 大,并且SRM 白天H 最大值大的月份在SWM
白天H 最大值较小。
2. 2. 2　潜热通量日变化( L E )
高寒草甸L E 日变化和H 值相同,也存在着非常明
显的日变化,上午逐渐增大,中午前后达到最大值, 然后
开始减小,最大值出现在白天, 最小值出现在夜间(表
6)。但是白天L E 达到最大值的时间和波动强度因季节
不同而异,在非生长季节白天达到最大值的时间在13～
15 h, 日波动较弱,而在生长季节在12 h, 日波动较强。
L E 与以往的报道一致, 全天的值都大于零。
250 草　地　学　报 第 14卷
表 2　灌丛草甸月际感热通量日变化( H, Wm- 2)
T able 2　Diurnal v ar iation of mont hly mean sensible heat (H , Wm - 2) flux in shrub meadow
时间
Tim e( h)
1月
Jan.
2月
Feb.
3月
Mar.
4月
Apr .
5月
May.
6月
Jun.
7月
Jul.
8月
Aug.
9月
S ept .
10月
Oct .
11月
Nov.
12月
Dec.
1 - 34. 93 - 26. 85 - 16. 38 - 12. 50 - 12. 43 - 13. 93 - 8. 74 - 9. 64 - 12. 80 - 12. 78 - 25. 66 - 30. 88
2 - 31. 44 - 22. 94 - 11. 39 - 11. 28 - 11. 40 - 15. 54 - 9. 37 - 13. 04 - 15. 63 - 9. 84 - 20. 51 - 27. 10
3 - 33. 98 - 21. 81 - 11. 60 - 13. 17 - 10. 52 - 12. 10 - 16. 15 - 11. 67 - 5. 81 - 13. 01 - 21. 63 - 25. 75
4 - 35. 19 - 25. 13 - 14. 27 - 19. 68 - 10. 57 - 15. 09 - 10. 41 - 6. 57 - 14. 05 - 13. 02 - 20. 37 - 29. 23
5 - 37. 87 - 30. 18 - 11. 11 - 16. 56 - 12. 17 - 17. 84 - 11. 56 - 15. 76 - 12. 62 - 10. 48 - 21. 73 - 31. 60
6 - 33. 28 - 28. 92 - 16. 82 - 16. 11 - 5. 30 - 13. 96 - 14. 18 - 11. 80 - 24. 00 - 10. 85 - 18. 58 - 28. 39
7 - 39. 25 - 23. 99 - 20. 22 - 22. 66 - 8. 05 - 18. 73 - 21. 39 - 12. 86 - 23. 66 - 6. 99 - 21. 79 - 29. 32
8 - 24. 62 - 25. 12 - 19. 14 - 5. 99 1. 05 7. 42 - 0. 30 - 1. 64 - 18. 10 - 8. 49 - 21. 64 - 34. 13
9 - 35. 98 - 15. 53 1. 95 27. 01 47. 05 42. 55 8. 16 6. 26 12. 13 3. 26 - 14. 82 - 29. 05
10 7. 44 12. 15 61. 12 94. 42 105. 86 107. 03 60. 55 41. 18 61. 78 38. 34 25. 85 10. 54
11 83. 56 115. 76 129. 86 153. 77 160. 20 153. 97 85. 81 96. 92 97. 07 108. 31 93. 12 86. 01
12 161. 12 186. 00 192. 16 191. 20 196. 26 183. 17 123. 69 113. 96 132. 53 168. 95 141. 98 152. 05
13 209. 50 242. 00 228. 89 229. 43 223. 60 193. 00 150. 13 143. 81 167. 24 206. 20 186. 26 184. 21
14 244. 28 271. 23 247. 25 240. 70 224. 22 210. 33 141. 42 151. 23 180. 04 215. 14 187. 32 199. 77
15 224. 55 255. 45 238. 40 254. 71 201. 58 205. 66 127. 79 117. 49 152. 81 214. 91 165. 28 197. 82
16 181. 06 221. 96 223. 01 212. 18 170. 91 174. 87 92. 29 108. 18 137. 71 172. 80 127. 93 156. 30
17 120. 38 145. 30 162. 81 172. 40 130. 15 131. 15 81. 65 88. 18 81. 86 117. 91 82. 77 97. 69
18 48. 83 77. 93 107. 11 121. 32 101. 61 81. 13 41. 79 50. 25 49. 55 51. 98 25. 62 29. 44
19 - 9. 00 9. 22 38. 62 56. 41 61. 94 45. 89 17. 43 22. 16 9. 00 - 0. 61 - 14. 95 - 10. 84
20 - 38. 49 - 17. 35 - 8. 20 5. 03 22. 42 13. 08 2. 56 - 10. 80 - 23. 25 - 24. 83 - 26. 16 - 27. 79
21 - 31. 92 - 30. 34 - 24. 47 - 13. 50 - 5. 04 - 17. 53 - 21. 39 - 19. 85 - 22. 20 - 24. 67 - 26. 60 - 25. 76
22 - 28. 83 - 33. 16 - 18. 95 - 19. 07 - 15. 98 - 19. 66 - 13. 30 - 16. 39 - 11. 83 - 23. 54 - 26. 79 - 27. 02
23 - 36. 29 - 25. 19 - 15. 90 - 17. 09 - 5. 51 - 20. 52 - 19. 73 - 10. 01 - 12. 00 - 17. 87 - 26. 50 - 25. 38
24 - 31. 78 - 29. 41 - 16. 95 - 15. 97 - 14. 12 - 12. 13 - 17. 95 - 13. 39 - 12. 59 - 18. 91 - 27. 01 - 31. 05
表3　沼泽化草甸月际感热通量日变化(H , Wm- 2)
T able 3　Diurna l v ariation o f monthly mean sensible heat (H , Wm- 2) flux in sw amp m eadow
时间
Tim e( h)
1月
Jan.
2月
Feb.
3月
Mar.
4月
Apr .
5月
May.
6月
Jun.
7月
Jul.
8月
Aug.
9月
S ept .
10月
Oct .
11月
Nov.
12月
Dec.
1 - 1. 39 - 4. 61 - 3. 84 - 8. 44 - 0. 40 - 14. 84 - 14. 94 - 9. 82 - 2. 41 - 5. 85 1. 58 - 0. 54
2 - 10. 08 - 3. 95 - 4. 77 - 12. 48 - 4. 14 - 14. 96 - 3. 66 - 5. 16 - 0. 48 - 2. 99 5. 19 - 2. 81
3 - 11. 27 - 8. 94 - 0. 60 - 14. 06 - 4. 48 1. 83 - 10. 67 - 9. 22 - 17. 89 - 4. 72 - 1. 34 - 5. 21
4 5. 94 - 11. 55 0. 49 - 12. 74 - 13. 76 - 9. 70 - 11. 56 - 6. 37 - 12. 81 - 5. 63 - 2. 46 - 4. 72
5 - 7. 88 - 6. 98 - 0. 71 - 11. 44 - 14. 32 - 8. 69 - 17. 65 11. 29 1. 05 - 4. 46 0. 51 7. 32
6 3. 44 - 2. 86 - 1. 14 - 6. 92 - 22. 28 4. 64 - 16. 01 - 0. 08 6. 55 - 3. 07 5. 75 10. 26
7 4. 27 0. 82 - 4. 67 - 5. 97 0. 43 1. 76 - 20. 42 - 12. 90 12. 97 - 1. 28 - 1. 95 6. 19
8 1. 35 - 0. 70 1. 63 - 9. 66 - 1. 77 - 8. 31 9. 01 16. 60 - 0. 94 1. 29 - 2. 56 7. 18
9 - 5. 10 - 1. 17 2. 36 16. 04 20. 84 31. 02 24. 30 36. 74 14. 44 5. 44 7. 76 10. 12
10 4. 74 3. 47 23. 33 63. 92 46. 90 73. 69 53. 18 41. 04 60. 30 28. 13 26. 65 - 13. 57
11 18. 08 31. 86 49. 80 97. 96 93. 30 95. 29 63. 49 67. 15 97. 87 63. 27 45. 66 12. 54
12 25. 49 46. 75 61. 36 112. 99 106. 88 115. 76 75. 07 92. 32 103. 92 101. 06 67. 99 12. 07
13 35. 36 55. 88 75. 61 157. 33 129. 06 109. 26 87. 44 105. 26 131. 76 134. 11 93. 46 23. 33
14 50. 17 49. 38 75. 96 165. 53 125. 20 118. 34 80. 51 99. 48 132. 75 140. 37 100. 28 38. 88
15 49. 91 46. 16 68. 84 151. 46 105. 56 112. 96 89. 22 88. 53 113. 28 135. 89 96. 82 40. 38
16 37. 23 38. 15 56. 32 128. 22 89. 89 89. 08 52. 71 72. 95 86. 77 108. 71 69. 39 35. 27
17 23. 49 24. 48 35. 97 81. 18 72. 86 68. 79 42. 80 65. 82 67. 97 76. 20 36. 45 19. 22
18 6. 89 7. 89 10. 86 35. 65 47. 01 37. 83 25. 68 31. 70 25. 13 27. 21 11. 01 4. 97
19 - 9. 56 - 2. 56 - 8. 14 1. 21 9. 67 16. 43 13. 57 7. 08 1. 77 - 5. 81 - 11. 61 - 2. 09
20 - 14. 74 - 8. 37 - 12. 96 - 16. 06 - 12. 77 - 4. 64 - 4. 81 - 12. 03 - 7. 68 - 11. 10 - 10. 02 - 4. 62
21 - 4. 14 - 1. 38 - 14. 36 - 19. 82 - 0. 12 - 13. 86 - 12. 44 - 11. 91 - 14. 79 - 10. 14 - 10. 85 - 7. 45
22 - 11. 07 - 2. 62 - 4. 63 - 18. 84 - 1. 89 - 16. 46 - 18. 65 - 17. 95 - 11. 43 - 8. 68 4. 89 9. 27
23 - 3. 58 - 4. 80 - 8. 72 - 15. 79 - 9. 69 - 13. 87 - 12. 75 - 15. 98 - 13. 02 - 5. 35 - 3. 11 - 4. 06
24 - 10. 80 - 9. 10 - 7. 46 - 14. 78 - 7. 04 - 12. 24 - 16. 32 - 11. 88 - 10. 27 - 4. 73 - 10. 28 6. 92
　　比较SRM 和SWM 的L E 值日变化,二者白天LE 最
大值出现的月份一样, 都在8月,最小值出现在12月(表
6) , SWM 白天L E 达到最大值的时间随着季节的变化比
SRM 强,例如: 在1、2和3月, SRM 白天LE 达到最大值
的时间约为13 h, SWM 则接近15 h,二者相差2小时。
2. 3　地表湍流通量与温度的关系
感热通量是由所大气温度差异所造成的,主要通
251第 2期 赵　亮等:青藏高原两种草甸地表通量季节变化特征
过分子传导、热量交换和对流完成,而潜热通量则由地
面蒸发和大气凝结所致,因此,二者与温度之间有着紧
密的关系(表5)。
随着温度的增加,感热通量线性递增,而潜热通量指
数递增,且均存在着季节变化。比较2种草甸的地表湍流
通量对温度的响应,不同季节SRM 的 H 值> SWM ,也
就是说,在同样温度条件下, SRM 的H 比SWM 的高;而
L E 则与H 相反, 在1月, SRM> SWM , 在4和10月,
SRM< SWM ,而7月2种草甸基本一样。另外, SWM 的
H 和L E,在1则月不随着温度的变化而变化。
表 4　灌丛和沼泽草甸感热通量日变化正负转换时间月际动态
T able 4　M onthly v ariations o f diurnal t ransferr ed t ime o f the two meadow s sensible heat
fluxes fr om positiv e to negativ e and v ice ver sa
类型
T ype
月份 ( month)
1
Jan .
2
Feb.
3
Mar.
4
Apr.
5
May.
6
Jun.
7
Jul.
8
Aug.
9
S ept .
10
Oct .
11
Nov.
12
Dec.
SRM - →+ 10 10 9 9 8 8 8 9 9 9 10 10
+ →- 18 19 19 19 21 21 21 19 19 18 18 18
SWM - →+ 11 11 10 9 8 9 8 8 9 9 - -
+ →- 16 16 16 18 19 20 19 19 19 18 - -
表 5　灌丛和沼泽草甸感热通量和潜热通量与温度的关系
Table 5　Relationship betw een sensible heat flux (H ) , latent heat flux ( L e) and air t emperatur e( Ta)
of shrub ( SRM) and swamp ( SWM )
月份
M onth
类型
Type
感热通量(Wm- 2)
S ens ible f lu xes ( H , Wm- 2)
潜热通量( Wm- 2)
Latent flux( LE , Wm- 2)
1月 SRM H = 205. 25+ 11. 83Ta , R= 0. 71 L e= 37. 44e0. 12T a, R= 0. 28
January SWM H = - 0. 59+ 0. 66T a, R= 0. 199 L e= 25. 82e0. 11T a, R= 0. 56
4月 SRM H = 78. 58+ 9. 89T a, R= 0. 51 L e= 24. 81e0. 12T a, R= 0. 65
April SWM H = 20. 70+ 3. 69T a, R= 0. 34 L e= 47. 66e0. 12T a, R= 0. 51
7月 SRM H = - 47. 41+ 10. 17Ta , R= 0. 63 L e= 4. 82e0. 24T a, R= 0. 58
July SWM H = - 18. 41+ 5. 32 T a, R= 0. 50 L e= 16. 97e0. 14T a, R= 0. 45
10月 SRM H = 48. 72+ 13. 17T a, R= 0. 62 L e= 14. 24e0. 19T a, R= 0. 56
October SWM H = 26. 205+ 7. 63T a, R= 0. 53 L e= 21. 28e0. 17T a, R= 0. 62
表 6　灌丛草甸月际潜热通量日变化( LE, Wm- 2 )
T able 6　Diurnal var iation of monthly mean lat ent heat flux ( L E , Wm - 2) in shrub meadow
时间
Tim e( h)
1月
Jan.
2月
Feb.
3月
Mar.
4月
Apr .
5月
May.
6月
Jun.
7月
Jul.
8月
Aug.
9月
S ept .
10月
Oct .
11月
Nov.
12月
Dec.
1 - 0. 08 - 0. 06 1. 53 6. 92 20. 26 33. 08 9. 39 24. 57 15. 46 9. 33 2. 83 1. 94
2 - 2. 01 - 1. 49 - 1. 83 9. 90 15. 96 7. 64 19. 66 16. 75 19. 54 7. 09 0. 95 2. 25
3 - 2. 77 - 1. 63 - 2. 23 10. 96 - 0. 68 10. 88 8. 75 34. 04 24. 06 5. 49 0. 78 0. 23
4 - 2. 87 - 1. 98 - 0. 66 5. 35 3. 85 1. 98 5. 09 23. 01 6. 20 5. 54 0. 38 0. 51
5 - 3. 52 - 2. 26 - 0. 83 5. 17 - 9. 23 16. 58 8. 22 15. 42 11. 94 4. 80 0. 84 1. 97
6 - 2. 61 - 2. 02 1. 96 4. 81 15. 44 6. 87 5. 30 3. 63 - 0. 89 3. 28 2. 90 1. 56
7 - 2. 42 - 0. 86 1. 56 9. 95 0. 27 9. 31 19. 39 11. 11 5. 43 4. 14 2. 73 3. 57
8 - 2. 40 - 2. 95 0. 25 7. 56 17. 60 23. 84 27. 84 24. 44 7. 57 1. 32 1. 95 0. 46
9 - 2. 56 - 1. 21 10. 28 32. 73 43. 50 63. 04 43. 79 39. 94 30. 38 12. 88 3. 98 1. 34
10 4. 62 4. 25 31. 67 55. 12 72. 80 105. 22 99. 07 81. 59 77. 74 27. 95 14. 30 7. 08
11 11. 67 17. 84 51. 60 73. 27 109. 50 155. 35 140. 27 131. 88 96. 37 42. 78 29. 80 16. 42
12 15. 90 26. 96 65. 60 91. 14 139. 19 197. 72 175. 05 164. 15 133. 98 65. 93 35. 87 20. 24
13 19. 03 31. 67 77. 82 113. 29 168. 40 207. 87 212. 78 203. 55 163. 58 80. 45 39. 78 22. 27
14 20. 05 31. 89 90. 76 122. 13 155. 49 207. 85 158. 89 212. 98 185. 19 84. 75 41. 72 22. 01
15 17. 27 28. 58 87. 87 130. 38 151. 80 188. 74 149. 79 174. 41 179. 25 80. 92 38. 01 20. 36
16 13. 37 22. 87 83. 96 113. 32 126. 26 179. 06 142. 55 152. 19 157. 06 72. 29 30. 07 16. 15
17 9. 11 14. 33 64. 09 94. 67 99. 38 157. 58 144. 83 178. 96 120. 43 53. 81 24. 56 10. 33
18 3. 95 6. 13 43. 43 67. 91 87. 73 119. 05 133. 37 140. 02 100. 33 33. 81 13. 32 4. 38
19 - 0. 48 3. 22 21. 11 42. 89 62. 81 76. 05 107. 80 87. 88 69. 10 18. 94 6. 12 2. 30
20 - 1. 63 - 1. 73 13. 21 21. 64 45. 63 62. 52 70. 53 57. 78 31. 48 9. 74 5. 98 0. 02
21 - 0. 63 - 2. 60 6. 66 23. 66 13. 38 32. 56 36. 87 19. 58 33. 08 16. 77 6. 44 1. 62
22 - 0. 72 - 2. 23 4. 36 12. 01 11. 36 26. 55 17. 12 23. 18 20. 22 10. 42 5. 47 - 0. 96
23 - 1. 37 - 0. 56 7. 22 6. 68 8. 32 28. 32 12. 78 8. 46 20. 88 7. 47 5. 76 0. 76
24 - 1. 33 - 0. 25 7. 14 4. 44 3. 63 23. 95 24. 03 28. 92 30. 40 4. 98 3. 81 0. 17
252 草　地　学　报 第 14卷
表7　沼泽化草甸月际潜热通量日变化(LE, Wm- 2)
T able 7　Diurnal v ariation of mont hly mean latent heat flux ( L E , Wm- 2) in sw amp meadow
时间
Tim e( h)
1月
Jan.
2月
Feb.
3月
Mar.
4月
Apr .
5月
May.
6月
Jun.
7月
Jul.
8月
Aug.
9月
S ept .
10月
Oct .
11月
Nov.
12月
Dec.
1 5. 11 10. 05 18. 84 17. 60 25. 24 9. 30 20. 40 - 3. 86 46. 62 13. 44 9. 62 11. 90
2 3. 02 9. 74 15. 73 18. 17 11. 97 14. 14 10. 62 17. 18 33. 86 12. 65 14. 81 5. 42
3 4. 68 9. 07 15. 41 12. 52 49. 40 50. 62 13. 47 18. 86 64. 40 1. 35 8. 39 6. 87
4 5. 77 6. 19 13. 98 10. 19 31. 53 5. 12 11. 22 14. 03 41. 06 6. 28 2. 96 8. 21
5 5. 16 3. 60 11. 18 5. 57 - 2. 91 10. 61 - 10. 42 35. 24 38. 36 11. 48 5. 56 5. 52
6 3. 01 - 5. 91 10. 56 0. 06 5. 13 1. 35 38. 17 40. 32 34. 82 9. 80 7. 42 4. 52
7 5. 64 4. 68 11. 57 1. 28 18. 95 17. 50 20. 12 15. 40 28. 92 6. 56 7. 61 4. 31
8 9. 68 - 0. 18 11. 48 13. 03 54. 05 19. 21 31. 87 42. 17 35. 62 4. 16 4. 92 6. 53
9 9. 26 - 1. 56 15. 56 37. 47 64. 82 74. 86 54. 88 38. 12 13. 30 17. 50 - 2. 97 5. 56
10 9. 92 6. 85 37. 10 67. 08 91. 89 133. 23 117. 59 91. 36 93. 06 42. 62 23. 48 4. 97
11 11. 87 24. 41 52. 29 95. 43 163. 33 181. 67 155. 46 142. 04 143. 72 64. 56 49. 13 12. 86
12 19. 62 30. 82 69. 12 120. 80 193. 35 200. 23 172. 50 208. 41 172. 05 81. 02 53. 79 16. 55
13 27. 32 43. 02 94. 45 181. 62 193. 31 177. 71 160. 69 224. 30 205. 76 109. 93 60. 88 29. 16
14 41. 26 53. 82 106. 41 188. 38 181. 80 189. 83 148. 42 201. 76 208. 90 124. 78 66. 29 43. 84
15 46. 74 64. 50 121. 04 202. 16 148. 24 189. 39 147. 88 188. 98 181. 91 129. 56 73. 39 48. 15
16 49. 48 63. 76 116. 62 185. 01 168. 87 187. 81 125. 47 180. 28 153. 01 117. 18 63. 58 52. 66
17 43. 11 58. 49 93. 42 149. 18 150. 85 161. 89 134. 57 153. 17 155. 01 98. 93 49. 46 42. 32
18 33. 01 46. 21 71. 66 109. 59 138. 37 149. 67 110. 39 141. 77 102. 55 67. 02 39. 29 37. 94
19 18. 81 28. 26 49. 13 76. 38 93. 75 121. 86 108. 46 97. 71 56. 79 29. 58 19. 65 22. 81
20 12. 75 19. 34 27. 40 41. 70 75. 75 71. 40 82. 40 59. 16 13. 94 25. 96 16. 41 16. 73
21 10. 01 15. 45 23. 28 32. 17 23. 28 33. 63 30. 17 44. 83 5. 48 18. 76 17. 15 8. 24
22 10. 73 17. 10 23. 05 23. 55 15. 33 28. 02 29. 28 8. 52 23. 27 17. 46 18. 73 10. 44
23 9. 44 14. 58 21. 42 19. 30 22. 26 10. 46 22. 50 19. 29 10. 69 9. 55 12. 78 10. 70
24 5. 39 15. 84 20. 47 16. 17 16. 11 5. 66 23. 10 50. 92 32. 45 6. 20 13. 84 10. 37
3　讨论与结论
3. 1　在灌丛草甸和沼泽化草甸, H 值季节变化以1月
最小, 4月最大; LE 值则1月最小, 5月最大。月际间相
差30 d。
3. 2　在灌丛草甸和沼泽化草甸, H 和L E 值的季节变
化特征基本相同,但二者差异显著。SRM H 年均值高
于SWM 1. 93倍,而L E 则相反, SRM 低于SWM 8%。
3. 3　在灌丛草甸和沼泽化草甸, H 值月均日变化特
征与以往的研究结果一致, 表现为白天为正值, H 最
大正值出现在14∶00 h, 夜间为负,最小负值出现在
03∶00 h。在夏季正值的时间长于负值,冬季则相反。
日变化强度随着季节的变动而显著变化。在相同月份
白天的最大值, SRM > SWM , 日变化振幅比后者强,
且SRM 白天H 最大值月份比后者小。
3. 4　在灌丛草甸和沼泽草甸, L E 日变化与H 值相
同,也存在着非常明显的日变化。但是白天L E 达到最
大值的时间和波动强度因季节不同而异, 在非生长季
节最大值在13～15 h,日波动较弱,而在生长季节最大
值在12 h, 日波动较强。L E 全天值都大于零。白天L E
最大值出现的月份一样,都在 8月,最小值出现在 12
月, SWM 白天的L E 达到最大值的时间随着季节的变
化程度比SRM 强,二者相差2 h。
3. 5　随着温度的增加,高寒草甸感热通量则呈线性递
增,而潜热通量则呈指数递增,并且存在着季节变化。
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(责任编辑　孟昭仪)
253第 2期 赵　亮等:青藏高原两种草甸地表通量季节变化特征