地表蒸散发是地球系统能量和水分循环的重要环节，准确量化其特征和机理是探讨区域水热循环对气候变化之响应以及水资源合理利用的关键。已有研究显示，青藏高原地气间潜热和感热的释放显著地影响亚洲季风进程和东亚气候格局。青藏高原中西部广布高寒草原，面积达80万平方千米，约占高原总面积的1/3。然因自然环境较为恶劣，高原中西部水文气象资料尤为匮乏，阻碍了学界对高寒草原生态系统的地气间能量与水分交换特征及机理的认识。本文选择海拔4947m的青藏高原内流区典型半干旱高寒草原为主要研究对象，利用定位观测和模型模拟的手段，探讨不同时间尺度的地表蒸散发动态过程及其与环境和生物物理因素的关系。论文的主要内容和结果概括如下:　　(1)定量描述不同时间尺度高寒草原地气间能量和水分交换特征，揭示环境与生物因素对地表蒸散发的影响　　基于野外观测，发现年尺度上，地表蒸散发与升华的总量主要取决于大气降水量。季节尺度上，高寒草原非季风期的地气间能量交换以感热通量为主，而季风期地气间能量交换以潜热通量为主。因降水稀少，过渡期和冻结期的地表蒸散发甚小。雨季地表蒸散发占年总蒸散发的70％以上，这主要是因为雨季较大的降水有效地补充了土壤水分。太阳辐射对雨季的地表蒸散发亦有显著影响。表面导度和饱和水汽气压差以及标准化植被指数的动态关系分析表明，植被气孔的开闭和叶面积的变化皆可影响地表蒸散发。　　(2)改进蒸散发互补理论在青藏高原的参数化方案，厘清典型半干旱草原实际蒸散发与潜在蒸散发和蒸发皿蒸散发的互补模态，提高蒸散发互补方法在半干旱草原蒸散发的估算效果　　针对青藏高原中西部水文气象观测资料稀缺的特点，尝试利用基于常规气象要素的蒸散发互补方法以估算地表实际蒸散发。通过改进(i)潜在蒸散发中的风速函数、(ii)湿润空气环境温度和(iii)Priestley-Taylor系数α，发现半干旱高寒草原地表蒸散发与潜在蒸散发呈现对称的互补变化模态;引入这三个新的参数化方案后，对称的平流干旱模型在高原半干旱区的地表实际蒸散发效果有较大提高。除此之外，研究还发现地表蒸散发与中国两种典型蒸发皿呈非对称的互补变化模态，利用拟合的非对称参数，结合蒸发皿蒸发，互补蒸散发方法亦可较为准确地估算地表实际蒸散发。　　(3)系统评估基于不同数据输入的蒸散发模型，利用最优模型重建长时间尺度蒸散发，揭示高原内流区两种典型下垫面的长时间尺度地表蒸散发变化规律　　通过对比基于Penman-Monteith方法和蒸散发互补方法的4种模型在高寒草原的蒸散发模拟结果，发现校参后的Katerji-Perrier、Nonlinear-CR和CRAE模型皆可较为准确地模拟蒸散发，而Todorovic模型不适于半干旱地区。通过对模型物理过程的分析及其对自身参数的敏感性，提出了不同数据输入情况下的地表蒸散发模型选择方案。特别地，当缺乏实测地表蒸散发数据用于模型校参时，运用对参数敏感性较小的Nonlinear-CR模型的模拟误差相对较小。以中国气象局班戈站和申扎站的长时间逐日气象资料作驱动，重建了1971-2013年高寒草原和高寒湿地的蒸散发，发现两地的地表蒸散发于1997/1998年以前皆呈增大之势;1997/1998年以后，高寒草原蒸散发逐渐减小，而高寒湿地蒸散发波动中仍略有增大之势。　　(4)评价陆面过程模型Noah-MP在青藏高原典型下垫面的能量通量模拟效果，改进模型的热力学粗糙度和植被根系分布的参数化方案，探讨地表蒸散发、土壤蒸发和植被蒸腾对气象要素的敏感性　　采用陆面过程模型Noah-MP，评价其在青藏高原高寒草甸和高寒草原地气间能量交换的模拟效果。在高寒草甸，Noah-MP略微高估了的净辐射和潜热通量、低估了感热通量。而在高寒草原，其显著低估了净辐射和潜热通量、高估了感热通量。通过改进Noah-MP新的热力学粗糙度和植被根系分布的参数化方案，明显提高了高寒草甸的净辐射和潜热通量模拟效果;然上述方案并未减小高寒草原的能量通量模拟误差。通过敏感性分析，发现降水的变化对高寒草甸和高寒草原的地表蒸散发、土壤蒸发和植被蒸腾及的影响存在差异。两种下垫面的地表蒸散发皆随着太阳辐射的增大而增大，但对气温变化的响应并不明显。