大陆性温带半干旱气候下的典型草原生态系统面积约4.1×107hm2,占我国领土总面积约10.5％,是我国温带草原里最有代表性的类型。内蒙古半干旱区典型草原的两种主要类型是羊草草原和大针茅草原。近几十年来,在全球变暖和干旱化的大背景下,过度放牧加剧了内蒙古草原土壤荒漠化的趋势。因此,研究内蒙古半干旱草原生态系统地气间能量和物质通量交换特征对于全球变化研究、内蒙古草原可持续发展有重要意义。　　 通过分析2005～2008年生长季(5月至9月)在内蒙古半干旱草原不同下垫面(四种放牧强度、两种典型草原下垫面)采用涡动相关法测得的湍流通量以及太阳辐射和地表常规气象观测资料,研究了内蒙古羊草禁牧草原地气相互作用的日、季、年际变化特征,给出了地表反照率、地表粗糙度、整体输送系数等参数的变化规律,分析了实际蒸散的气象因子和生态因子;讨论了不同放牧强度对羊草草原能量和水汽通量的影响;得到了两种典型草原下垫面(羊草和大针茅禁牧草原,均为1979年开始禁牧)地气间能量和水汽通量交换的差异,得到的主要结果有:　　 (1)羊草禁牧草原下垫面地表反照率的日均值在生长季的变化曲线呈单谷的形状,地表反照率随着植被的生长而减小。空气动力学粗糙度Z0m,热力学粗糙度Z0h,kB-1,整体输送系数Cd和Ch存在显著的季节和年际变化。其中,Z0m受降雨总量和分布影响较大。kB-1季节变化与Z0h的季节变化存在负相关关系。这表明Z0h不能用kB-1取代。另外,LAI与In(Z0h)存在正的线性相关,但与kB-1存在负相反。Cd和Gh四年生长季的平均值分别为4.5×10-3和3.9×10-3,变化率分别为8%和18%。　　 (2)羊草禁牧草原下垫面近地层辐射、能量平衡各分量具有很强的季节变化。但是,辐射平衡各分量的年际变化较小。感热通量在在干旱年整个生长季均占主导地位;在湿润年感热通量生长季的初期和后期较大,在生长季中期较小并转变为潜热通量占主导地位。能量平衡各分量存在明显的年际变化,不同的年份之间的差异主要与降雨总量及其分布有密切的关系。　　 (3)羊草禁牧草原下垫面实际蒸散的气象控制因子中,土壤湿度的影响最大,其次是净辐射和气温。叶面积指数对实际蒸散的影响很小。利用HOS模型将实际蒸散的控制因子分解为四部分,各部分所占比例为:植被状况的年际变化5.6%、气象因子的年际变化24.9%、气象因子的季节变化39.5%和随机误差30.1%。原Priestley-Taylor模式明显高估了潜热通量,模式参数α经过土壤湿度和叶面积指数参数化后,改进的模式明显提高了模式对实验蒸散的模拟效果。　　 (4)三种放牧强度(冬季放牧、持续放牧和过度放牧)在季节尺度上都显著减少了地气间的实际蒸散。原因有两点:放牧使地表反照率增大,地表温度升高,从而减小了有效能量;放牧导致土壤湿度的降低,减少了有效能量分配为潜热通量的比例。放牧减小了Z0m,Z0h,Cd和Ch,其中羊草禁牧草原和过度放牧样地的差异最大。　　 (5)与羊草禁牧草原相比,大针茅禁牧草原的地表反照率和地表温度较高,净辐射比羊草禁牧草原的小。羊草禁牧草原的实际蒸散在多数时间内较大,但是在2007和2008年植被生长的衰退期,大针茅禁牧草原的实际蒸散更大,一方面是因为,与生长季中期相比,二者的净辐射的差异变小,另一方面原因是,大针茅禁牧草原较高的土壤湿度造成更多的地表有效能量分配为潜热通量。另外,大针茅草原下垫面由于植被较高存在较大的Z0m和Cd,但由于植被种类和密度的不同存在较小的Z0h和Ch。