温性荒漠草原生长季光伏电站地表能量交换特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00128

温性荒漠草原生长季光伏电站地表能量交换特征

王世婷^,¹^,²^,³^,⁴, 章妮¹^,²^,³^,⁴, 陈克龙^,²^,³^,⁴, 杜岩功¹^,²

1.青海师范大学，地理科学学院，青海西宁 810008

2.青海师范大学，青海省自然地理与环境过程重点实验室，青海西宁 810008

3.青海师范大学，青藏高原地表过程与生态保护教育部重点实验室，青海西宁 810008

4.青海青海湖湿地生态系统国家定位观测研究站，青海海北 812300

Surface energy exchange characteristics of photovoltaic power station in warm desert steppe in growing season

Wang Shiting^,¹^,²^,³^,⁴, Zhang Ni¹^,²^,³^,⁴, Chen Kelong^,²^,³^,⁴, Du Yangong¹^,²

1.College of Geographical Sciences /, Qinghai Normal University，Xining 810008，China

2.Key Laboratory of Natural Geography and Environmental Processes of Qinghai Province /, Qinghai Normal University，Xining 810008，China

3.Key Laboratory of Surface Processes and Ecological Protection on the Qinghai-Tibet Plateau of the Ministry of Education, Qinghai Normal University，Xining 810008，China

4.Qinghai Lake Wetland Ecosystem National Observation and Research Station in Qinghai Province，Haibei 812300，Qinghai，China

通讯作者: 陈克龙（E-mail： ckl7813@163.com）

收稿日期: 2024-07-01 修回日期: 2024-08-25

基金资助:

第二次青藏高原综合科学考察项目.  2019QZKK0405
青海省重点研发与转化计划项目.  2022-QY-204
青海省科技计划项目.  2023-ZJ-905T

Received: 2024-07-01 Revised: 2024-08-25

作者简介 About authors

王世婷（1999—），女，甘肃武威人，硕士研究生，主要从事草地通量研究E-mail：1755447008@qq.com , E-mail：1755447008@qq.com

摘要

光伏区地表能量通量特征及其与环境因素的相关性逐渐成为重要的研究课题。为了揭示温性荒漠草原光伏区的能量动态变化过程及其对环境因子的响应，以青海省共和县塔拉滩光伏建设下温性荒漠草原生态系统为研究对象，采用涡度相关技术，对生长季能量通量的分配特征以及调控因素进行研究。结果表明：在日尺度上，净辐射（R_n）、潜热通量（LE）、感热通量（H）和土壤热通量（G）均显示出单峰模式。其中，R_n、LE和G的月均值在7月达到最高峰，而H则在10月达到峰值。R_n的月通量均值最高，而G的月均值最低。除了H在10月末有上升趋势外，R_n、LE和G在此之后均呈现下降趋势。观测期间能量分配显示LE的主导期相对更长，能量闭合比率为71%。在观测期内，LE、H、G主要受R_n的影响，其次为土壤含水量和空气温度，其中G对R_n的反应更敏感（路径系数为0.93）。土壤含水量对LE正向调控（0.18），而对H表现出负向调控（-0.26）。饱和水汽压差对LE的贡献度显著高于H，同时空气温度间接影响LE，但对H则产生直接影响。除R_n外，G还受到空气温度的正向作用（1.52）。

关键词： 温性荒漠 ; 涡度相关技术 ; 光伏建设 ; 水热通量 ; 能量平衡

Abstract

The exchange of matter and energy between earth and air can guide the function and stability of local ecosystem. In order to reveal the dynamic change process of energy in the warm desert steppe in the photovoltaic area and its response to environmental factors， this study took the warm desert ecosystem under the photovoltaic construction in Talatan， Republican County， Qinghai Province as the research object， and adopted vortex-correlation technology to study the change characteristics and regulatory factors of energy flux and distribution in the growing season. The results show that net radiation （R_n）， latent heat flux （LE）， sensible heat flux （H） and soil heat flux （G） all show a unimodal pattern on the daily scale. Among them， the monthly mean values of R_n， LE and G reached their peak in July， while H reached its peak in October. R_n has the highest mean monthly flux， while G has the lowest. In addition to H's upward trend at the end of October， R_n， LE and G all showed a downward trend after that. The energy distribution during the observation period showed that the dominant period of LE was relatively longer， and the energy closure ratio was 71%. During the observation period， net radiation was the most important meteorological factor for LE， H and G， followed by soil water content and air temperature， and G was more sensitive to net radiation （path coefficient 0.93）. Soil water content positively regulated LE （0.18）， but negatively regulated H （-0.26）. The contribution degree of saturated water vapor pressure difference to LE is significantly higher than that of H. Meanwhile， air temperature has an indirect effect on LE， but a direct effect on H. In addition to the net radiation， the soil heat flux is also affected by the significant positive effect of air temperature， with a coefficient of 1.52. The quantitative results of this study can improve our cognition and understanding of the law and internal mechanism of energy exchange in desert steppe under the background of photovoltaic facility construction.

Keywords： warm desert ; vorticity correlation technique ; photovoltaic construction ; water and heat flux ; energy balance

PDF (3570KB) 元数据多维度评价相关文章导出 EndNote| Ris| Bibtex 收藏本文

本文引用格式

王世婷, 章妮, 陈克龙, 杜岩功. 温性荒漠草原生长季光伏电站地表能量交换特征. 中国沙漠[J], 2024, 44(6): 249-257 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00128

Wang Shiting, Zhang Ni, Chen Kelong, Du Yangong. Surface energy exchange characteristics of photovoltaic power station in warm desert steppe in growing season. Journal of Desert Research[J], 2024, 44(6): 249-257 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00128

0 引言

光伏场地作为一种新型地表利用方式，正日益成为科研与应用领域的焦点，以独特的人工化布局与自然环境形成对比，地表的能量传递和地表参数较为特殊^［1］。地表能量通量是描述陆气间水和能量交换的关键参数^［2］，直接影响生态系统生产力，能量分配表现出巨大的时间变化和环境敏感性。研究区域地表能量是反映局地生态系统水分和热量传输过程的基础。

温性荒漠草原作为青藏高原主要的土地覆盖类型，对高原的气候调节和水源涵养等有重要影响^［3］。近年来，位于青藏高原的塔拉滩温性荒漠草原由于面积大、云量少、太阳辐射值高等优越的条件，已成为中国最大的光伏基地。大型光伏电站在构建过程中，不仅受到现有局地气候系统的影响^［4］，还通过其特有的方式——即以深色、高效吸收阳光的面板广泛覆盖土壤表面^［5］，参与并重塑了局部地表的能量平衡与微气候环境^［6］。这使得塔拉滩地表与大气之间的水分和能量交换的特性以及交换过程与环境因子的相互作用变得更为复杂。

环境因素对地表能量有重要影响作用。Biudes等^［7］对巴西热带生态系统的能量交换模式进行研究，发现能量通量受到环境因子季节性变化的驱动。Yue等^［8］分析了黄土高原地区浅层土壤温湿度、饱和水汽压等环境因子差异对陆面水热交换过程的影响，发现干湿期地表温湿度的变化存在显著差异。由于光伏电站本身观测数据很少对外分享，且受到数据采集时间的限制，鲜有光伏电站的相关报道。虽然已有研究证实光伏电站会对当地植被^［9-10］、空气温湿度^［11-13］、土壤温度^［14］等环境因子产生影响，但关于地表水、热交换过程的相关研究仍然缺乏，无法对大型光伏建设带来的生态环境效应进行全面评估。光伏建设与运行区域的地表能量交换特征已成为区域生态环境研究中亟待解决的科学问题。另外，研究环境因子对地表能量的影响，大多采用简单相关性分析^［15］和多元回归分析^［16-17］，无法获得环境因素对地表能量的影响路径。相比之下，结构方程模型可以有效分解直接和间接通径系数，从而更全面地反映因果变量之间的影响程度。

基于此，本文利用涡度相关技术获得的2023年塔拉滩光伏区荒漠草原生长季的潜热（LE）、感热（H）和土壤热通量（G），旨在分析生长季地表能量通量的特征及其与环境因子的关联性，有望提升对大型光伏建设区地表能量通量变化特征的认识，为高寒地区光伏电站的地表过程参数化方案的优化提供本地数据。

1 材料和方法

1.1　研究区与观测点概况

观测点位于青藏高原东部塔拉滩光伏产业园区黄河上游水电开发有限责任公司所属的光伏电站内（36.14°N，100.59°E），海拔2 920 m。地处青海省共和县境内的黄河左岸、共和盆地的中西部，东南临龙羊峡水库。该电站建于2016年，光伏电站内地势平坦，总装机150 MW，占地面积较大，周围无高大建筑或山体。光伏阵列下缘最高处距地面2.54 m，最低处距地面0.68 m，光伏板安装面向正南方，固定倾角36°，观测系统位于电站中央光伏子阵间。

研究区隶属于高原干旱荒漠草原和半干旱草原气候带，气候干冷多风，盛行风向为西北风，风频高且风力强劲。降水量为278~523 mm，平均气温为4.8~6.0 ℃。光伏电站下垫面的植被主要有芨芨草（Neotrinia splendens）、短花针茅（Stipa breviflora）、青海固沙草（Orinus kokonorica）、赖草（Leymus secalinus）、冷蒿（Artemisia frigida）、青海锦鸡儿（Caragana chinghaiensis）、紫花针茅（Stipa purpurea）等。土壤类型为风沙土，降水是地下水的主要补给形式。

1.2　观测方法

采用涡度协方差技术（EC）测试大型光伏建设下温性荒漠草原生态系统的水热通量交换量。采用的EC系统安装在3 m的高度，三维声波风速仪和CO₂/H₂O开放路径红外气体分析仪由一体式IRGASON组成。原始数据的采样频率为10 Hz，利用数据记录器（CR6型）和CF卡记录，数据记录间隔为30 min。同步观测5 cm深土层的土壤热通量（HFP01型），净辐射仪传感器（CNR4型）测量上、下行的长/短波辐射和净辐射数据。同时测定10、20、40 cm深土层土壤温度和土壤体积含水量（CS655型）。

1.3　通量数据处理

本研究选用2023年生长季（7—10月）数据。基于LoggerNet 4.6软件（Campbell Science Inc，美国），将获得的30 min通量数据文件进行相邻数据拼接^［18］，并由TOA5转换成TOB1格式。利用Eddypro6.2.1软件对数据进行预处理，包括异常值检测与剔除、平面拟合、水汽密度校正、超声虚温修正等^［19］。由于仪器问题或恶劣天气的影响，存在一些数据缺失和异常。使用REddyProc web（https：//www.bgc-jena.mpg.de/5622399/REddyProc）进行质量控制（QA/QC）^［20］，估算阈值并填补缺失数据。此方法根据现有气象数据，分3种方法插补数据：查表法^［21］、平均日变化法和边际分布抽样法^［22］。边际分布抽样法适用于所有数据插补，以增加窗口大小，确保有足够多的数据点可用于插补^［23］。

1.4　数据分析

本研究选取的环境因子包括空气温度（T_a）、相对湿度（RH）、饱和水汽压差（VPD）、风速（W_s）、土壤温度（T_s）、土壤含水量（VWC）。在2.1节分析中使用了3层土壤温湿度数据，但由于土壤温度和水分在不同层数之间存在极高的相关性，后续只使用表层温湿度（10 cm）分析。利用Excle 2016进行数据分析，利用Origin 2018软件作图。采用结构方程模型和R 4.4.1软件探究日尺度环境因子对能量通量的影响。模型用Fish's C值进行卡方检验，要求P值大于0.05并通过AIC值判定模型整体拟合度，AIC越小说明模型结构越合理。

1.5　能量闭合计算

温性荒漠草原生态系统地表能量平衡方程可以用式（1）表示，由于研究区处于高寒地区，冠层高度通常忽略，因此计算可简化为式（2），波文比计算公式可用式（3）计算。文中采用最小二乘法（Ordinary Least Square，OLS）线性回归和能量平衡比率（Energy Balance Ratio，EBR）来评价塔拉滩荒漠草原能量平衡状态。OLS方法是根据求出的回归斜率和截距，分析能量平衡的闭合程度，回归方程见式（4）。能量平衡比率是指地表有效能量（LE+H）与可利用能量（R_n-G）之比，可用式（5）计算。

R_{n} = L E + H + G + S + Q

（1）

L E + H = R_{n} - G

（2）

β = H / L E

（3）

L E + H = a (R_{n} - G) + b

（4）

E B R = [\frac{\sum (L E + H)}{\sum (R_{n} - G)}] \times 100 %

（5）

式中：R_n、H、LE、G依次为净辐射、感热通量、潜热通量、土壤热通量，G为5 cm深土层处观测的土壤热通量结果；S为冠层热存储；Q为其他项（其占净辐射的比率很小，通常可以忽略不计），0.5 h尺度的数据单位为W·m^-2。

2 结果与分析

2.1　环境要素变化

T_a在7月最高，然后开始下降，观测期间日平均气温为0.48~21.17 ℃（图1）。VPD和RH整体呈现下降趋势，最大值均出现在7月中旬，分别为21.02 hPa和72.22%。风速波动较大，集中在1.5~3.5 m·s^-1。土壤温湿度随土壤深度的增加而逐渐减小。10 cm和20 cm土壤温度与气温具有相似的变化趋势。相比于20 cm土壤温湿度，10 cm深土层的土壤温湿度略高，日均值分别为5.11~26.22 °C和0.06~0.26 m³·m^-3。40 cm深土层的土壤湿度较低且稳定。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1 生长季环境因子的变化动态

Fig.1 Dynamics of environmental factors in growing season

2.2　能量分配特征及闭合程度

为避免日出前、日落后通量分量值很小造成的误差，白天选取时间段为07:00—17:30。7—9月白天大多数表现为LE/R_nH/R_nG/R_n，说明净辐射主要以潜热的形式消耗。10月白天月均值表现为H/R_nLE/R_nG/R_n，H/R_n占主导地位，能量用于加热空气（表1）。夜晚R_n0，LE/R_n各月份均为负值，且日出日落前后变化大。H/R_n相对来说比较稳定，白天略高于夜晚。土壤热通量来源于太阳辐射，因此G/R_n日夜变化大。不同于白天，G成为整个生长季影响夜间能量分配的关键因素，也是系统的主要热源。

表1 荒漠草原7—10月白天、夜晚能量分配（ LE/R_n 、 H/R_n 、 G/R_n ）

Table 1 Daytime and night energy distribution in desert steppe from July to October （ LE/R_n， H/R_n， G/R_n ）

变量	7月		8月		9月		10月
变量	白天	夜晚	白天	夜晚	白天	夜晚	白天	夜晚
LE/R_n	0.2435	-0.0965	0.2967	-0.5179	0.4569	-0.4876	0.2050	-0.1473
H/R_n	0.1903	0.1442	0.2066	0.1040	0.2264	0.2085	0.2583	0.1879
G/R_n	0.1611	1.0421	0.2075	0.9900	0.1277	1.0574	0.1597	0.9357

注：LE：潜热通量；H：感热通量；R_n：净辐射；G：土壤热通量。

新窗口打开| 下载CSV

波文比取决于H和LE的能量分配比例变化，白天为正值，夜晚为负值（图2A）。7月和8月波文比基本稳定，9月开始逐步上升，10月的波动较为显著。β0时次较多，说明潜热通量与感热通量多数为正（图2A）。生长季期间均值为0.67 W·m^-2，这反映了草地具有较强的蒸发能力，潜热通量在能量平衡中占主导地位。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2 生长季波文比及能量平衡闭合分析

Fig.2 Closure analysis of growing season bowen ratio and energy balance

光伏区生长季30 min尺度的湍流通量（LE+H）和有效能量（R_n-G）的能量闭合见图2B。湍流通量和有效能量所得回归直线斜率约为0.59，解释度高达84%，能量平衡比率EBR约为71%。说明此区域湍流能量小于有效能量，存在能量不闭合现象。能量不闭合率为29%，在10%~30%的合理范围之内^［24］。因此，采用涡度相关法获得的通量观测数据可靠性较好。同时，证明了REddyPrco包插补的通量数据质量较好。

2.3　能量通量变化特征

生长季LE各月均在07:00左右开始迅速上升，7—9月在14:00—14:30达到峰值后开始下降，峰值分别为211.35、196.38、148.48 W·m^-2。10月在13:30达到峰值（613.29 W·m^-2）后开始下降。H与LE趋势大抵相同，但整体数值有所降低，且曲线变化更为平缓（图3）。单日内变化峰值出现在14:00—14:30，最大值在10月14:00约为133.96 W·m^-2。R_n在此阶段呈现倒“U”型变化，单日变化幅度较大。各月峰值均出现在13:00—14:00，7月存在最大值613.29 W·m^-2，10月R_n变化范围明显变小，夜间净辐射通常为负值。G整体数值较小，在08:00左右开始上升，峰值出现在14:00—15:00，较R_n存在一定的滞后性。由于气温降低，10月G降低，其他月份变化不明显。夜间G多为负值，表明地表向大气提供热量夜间放出热量。

图3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图3 塔拉滩温性荒漠草原生态系统能量通量月均日变化

Fig.3 Variation of monthly mean daily of energy flux in warm desert steppe ecosystem in Talatan

各通量季节变化呈现震荡趋势，震荡的幅度较大，变化较强（图4）。LE月变化在7月11日出现最大值107.41 W·m^-2，10月25日出现最小值12.02 W·m^-2，均值为55.9 W·m^-2。总体上LE随着R_n的变化产生相应的变化。H为-9.16~47.81 W·m^-2，曲线变化较LE平缓。R_n各月均值表现为7月8月9月10月，整个生长季的值为5.63~214.63 W·m^-2，并自7月15日出现最大值之后曲线开始呈现下降趋势。G的波动程度较小，其值为-28.76~24.62 W·m^-2。G从10月中旬开始有明显降低，主要原因是气温较之前有所降低。对比发现G变化最小，R_n最大。

图4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图4 塔拉滩温性荒漠草原生态系统能量通量季节变化

Fig.4 Seasonal variation of energy flux in warm desert steppe ecosystem in Talatan

2.4　能量通量变化的气象影响因素

结构方程模型的结果表明，模型的P值均大于0.05。T_s对LE具有直接的极显著正相关影响，路径系数为0.71。此外，T_s还通过对VWC的负相关影响（-1.54）间接影响LE，路径系数为-0.28。VPD对LE呈极显著负相关的直接影响，影响系数为-0.34。T_a通过显著正相关影响VWC（0.95）进而间接影响LE，影响系数为0.17。R_n、W_s和VWC对LE的直接影响系数分别为0.72、0.11、0.18，均达到极显著水平（图5A）。H主要受到R_n和T_a的共同作用，其中R_n正向调控H（0.87），T_a负向调控H（-0.67），同时T_a通过对VWC的负向调控（-1.10）间接影响H（0.29）。RH对H存在负相关直接作用，此外，RH和VPD间接负向调控H，影响系数分别为-0.09和-0.11（图5B）。T_a和T_s是G主要的影响因子，直接影响和间接影响同时存在，直接影响的系数分别为1.52和-1.79，且均达到极显著水平。二者通过VWC对G的间接影响系数为0.34和-0.17（图5C）。

图5

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图5 气象因子对能量通量影响的结构方程图

注：R_n为净辐射；T_a为空气温度；RH为相对湿度；VPD为饱和水汽压差；VWC为10 cm深土层处土壤含水量；T_s为10 cm深土层处土壤温度；W_s为风速。箭头上数值代表路径系数，实线为正作用，虚线为负作用。***表示极显著P0.001； *表示显著P0.05

Fig.5 Structure equation diagram of meteorological factors on energy flux

3 讨论

3.1　能量分配

本研究发现，观测时段内LE占R_n的46.86%，且LE主导的持续时间较长，与中国西北黄土高原灌丛生态系统接近^［23］，结束时间与温度和干旱呈负相关，与土壤水分和植物的蒸腾作用呈正相关。与张果等^［25］对内蒙古温带荒漠草原的分析结果相比，生长季潜热明显偏大，感热相差不大。出现这种结果可能是原有草地转变为光伏板覆盖的区域间接影响地表的水分蒸发和潜热造成的。虽然光伏板本身减少了直接暴露于太阳辐射的地表面积，但光伏子阵间可能因为微气候的变化（如风速减小、温度升高等）而促进了水分的蒸发^［26］，从而增加了潜热通量，这种情况前人在新疆五家渠光伏电站^［1］的研究中也有发生。其次光伏板吸收太阳辐射后，需要将其转化为电能和热能^［27］，部分热能可能通过热传导、对流和辐射等方式传递给周边空气和土壤，进而促进了水分的蒸发和潜热通量的增加。另外，光伏板具有集水的特点，且需要定期清洗^［28］，光伏板的覆盖可减少土壤和植被的蒸散量，增加了土壤的水分，导致光伏场地潜热融合增加。

能量平衡方面，回归方程计算光伏站点的能量闭合仅为0.59，能量闭合度偏低。土壤热流量不仅包含土壤热流板测量的热流量，还包含土壤热流板到地表的土壤储热量。有研究表明，当能源预算考虑到0~5 cm的土壤蓄热量时，闭合程度显著提高^［29］。土壤储热量还有待进一步研究。

3.2　通量特征变化

R_n的月均日变化趋势基本为倒“U”型，LE和H表现为日间正，夜间在0值附近或为负，与大多数生态系统^{［15，30-31］}变化一致，此现象是因为太阳辐射随着太阳高度角变化，而太阳辐射的强度决定着净辐射的强度，净辐射作为生态系统相变的主要能量来源会驱动地面水热通量^［32］。对比李锦廷^［33］对共和光伏站气象数据以及感热通量和潜热通量的观测结果，发现2023年生长季感热通量月均值较2021年有所降低，而潜热通量月均值则有所增加，气温和风速的差异不大。本研究与李锦廷研究均使用了涡度相关系统，但仪器安装高度（本研究为3 m）与李锦廷研究中的15 m高度存在差异。3 m高度的观测系统直接受地表温度的影响大，能够更精确地捕捉土壤和植被的蒸发及蒸腾作用，因此测得的潜热通量较高。同时，由于接近地表，气温受地表热量散失的影响显著，导致感热通量相对较低。而15 m高度处于较稳定气流层，观测结果反映高层次气象特征。差异还可能受光伏板规模、组件或布局高度、降水等因素影响^［34-35］。土壤热通量与阳伏林等^［36］的研究结果差异不大。

3.3　地表通量与环境因子关系

光伏区的地表能量受多种环境因素的共同影响。R_n作为地表能量的重要输入，对LE、H以及G产生着显著的影响^［37］，与原有荒漠草原生态系统的地表水热能量交换过程的主导影响因素相契合^［38］。当R_n增大时，在植被覆盖较好、表面湿度较大的区域，R_n的一部分能量被用于水分的蒸发或蒸腾，从而增加LE，另一部分使地表温度上升，地表与大气之间的温度梯度增大，从而促进H和G的增加。

研究显示，环境因子如T_a、T_s、VWC、VPD均对LE有所影响，值得注意的是，与张思敏等^［20］、朱永泰等^［39］的研究结果相比，本文揭示了T_a并非直接作用于LE，而是通过影响VPD来间接影响LE。根据冶晓娟^［40］的研究，青海省共和光伏电站相比于周围的荒地日间气温增高，夜间气温降低，这种影响会导致气温与潜热之间的关系复杂而多变。H作为地表与大气之间因温度差异而产生的热量交换过程，不仅受R_n的主要驱动力影响，也受到T_a的显著调控。气温对感热具有负反馈调节特征可理解为气温升高会引发蒸发和蒸腾等过程，释放潜热，从而抑制感热的变化，导致感热的增加减缓或稳定。土壤水分和温度已被发现是青藏高原能量通量和分配的一个重要限制因素^［41］。在本研究光伏设施与温性荒漠草原形成的复合下垫面背景下，土壤湿度的变化通过影响地表蒸发速率，进而对潜热通量调整，以及通过改变土壤热传导性能来影响土壤热通量，最终显著调控地表与大气之间的能量交换过程。土壤温度升高可促进蒸发，从而增加潜热释放，同时可以驱动土壤内部的热量传递过程，决定土壤热通量的方向与强度，对地表温度的稳定性和深层土壤的热状态具有重要影响。此研究缺乏对比试验来进一步阐述光伏建设对于生态系统的作用，在光伏区地表能的影响机制方面有所不足，计划在未来进行补充实验。

4 结论

能量分配日夜差异明显，白天大多数时间表现为LE/R_nH/R_nG/R_n，夜晚以G/R_n为主。整体来看潜热通量是净辐射的主要组分，感热通量次之。与自然的土壤表面相比，潜热通量有所增加，改变了地表的能量平衡。

在生长季日尺度上，LE、H、R_n、G呈现出明显的单峰状态，且日夜能量特征存在明显差异。LE随着太阳高度角的起伏而上涨和回落。G较R_n在时间上存在滞后性。月尺度上各通量锯齿状波动，感热通量曲线变化趋势较平缓。

在荒漠草原环境中，光伏面板的存在对能量交换过程产生了复杂的影响。太阳辐射是主要的能量来源，R_n对LE、H和G的影响显著。VWC增加，通过影响地表蒸发速率，进而导致潜热通量调整，会导致H和G的降低，影响均显著。VPD对LE的贡献度显著高于H。T_a对G的影响比LE和H更为显著。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

， Zhao

， Yang

，et al.

A comparative study on surface energy flux characteristics of photovoltaic power station in gobi in summer

［J］.Theoretical and Applied Climatology，2022，148（3）：1239-1247.

[本文引用: 2]

[2]

邹旭东，蔡福，李荣平，等.

玉米农田水热通量及能量变化研究

［J］.生态环境学报，2021，30（8）：1642-1653.