干旱和半干旱生态系统的表面能量平衡能够反馈于局域和区域气候,在碳水循环方面极其重要。典型沙生灌丛生态系统在中国北方干旱与半干旱区分布广泛,其能量交换过程极其容易受气候变化影响,对预测干旱和半干旱区生态系统过程与功能至关重要。然而目前干旱/半干旱地区能量平衡研究较少,缺乏系统的研究量化能量平衡对气候变化的响应。为确定半干旱地区影响能量平衡的主要因素,帮助预测半干旱区生态系统将如何响应气候变化,本研究以毛乌素沙地典型的油蒿灌丛生态系统为研究对象,结合涡度相关法、辐射观测、和土壤热通量观测和微气象因子观测,评估了2012-2018年的能量平衡闭合状况,分析了能量分配的昼夜、季节和年际变化动态,探讨了生物和非生物因子在不同时间尺度上对能量分配的调控机制。通过以上研究,得到以下主要结论:（1）研究区灌丛生态系统存在能量平衡不闭合现象。能量平衡闭合程度符合FLUXNET站点以及中国通量网China FLUX站点能量平衡闭合范围的报道。半小时尺度上,能量平衡闭合OLS（Ordinary Least Squares）线性回归直线的斜率在0.59-0.64之间,平均值为0.61,7年的能量平衡闭合比EBR均值为0.82;7年整体OLS线性回归直线的斜率为0.64,EBR为0.82。日尺度上,OLS线性回归直线的斜率在0.69-0.78之间,平均值为0.72,7年的EBR均值为0.77;7年整体能量平衡闭合OLS线性回归直线的斜率为0.72,EBR为0.78。（2）净辐射（R_n）、显热通量（H）、潜热通量（LE）和土壤热通量（G）具有明显的昼夜、季节和年际变化。在昼夜时间尺度上,R_n、H和LE从日出后逐渐增加,在13时-14.5时达到峰值后逐渐减小。G的日变化较为平缓,通常随着R_n的增加而增加,在下午4-5时达到峰值后减小。季节上,R_n、H、LE和G通常从1月份开始增加,在生长季达到峰值后逐渐降低。LE的动态变化会受到土壤干湿循环的影响:LE随大的降雨事件迅速增加（约有1-2日的时间滞后）,之后随着浅层（地下10 cm深）土壤体积水含量的消耗而逐渐降低。R_n每年的年总值范围为2477-2881 MJ m^-2yr^-1,7年年平均值为2660 MJ m^-2 yr^-1,H每年的年总值在1407-1677 MJ m^-2 yr^-1之间,7年年平均值为1538 MJ m^-2 yr^-1,LE每年的年总值在471-750 MJ m^-2 yr^-1之间,7年年平均值为611 MJ m^-2 yr^-1,G每年的年总值在-72-0 MJ m^-2 yr^-1之间,7年年平均值为-34 MJ m^-2 yr^-1。显热通量（H）无论是在年尺度还是季节尺度上都是占净辐射（R_n）比例最大的能量组分。水分限制使LE在植物生长蒸腾最旺盛以及降雨最充沛的时期,也没有超过H。G在日和季节尺度上对能量平衡起到重要的作用,但在年际尺度上G的贡献可以忽略不计。七年中生态系统能量分配的主要特征为:高波文比（β=H/LE;平均值2.60）,高H/R_n（平均值0.58）和低LE/R_n（平均值0.23）,即使相较于其他干旱和半干旱区的各生态系统,研究区的灌丛生态系统干旱的特征也很显著。（3）生物和非生物因子在不同时间尺度上对能量分配的影响存在显著差异。表面导度（g_s）和归一化差异植被指数（NDVI）在半小时、日、月尺度上与能量分配（β）都是负相关。半小时和日尺度上,β与饱和水汽压差（VPD）正相关,月尺度上,β与VPD负相关。生长季中,VPD对β没有显著影响。在各时间尺度（半小时、日、和月）,β均随着VWC的增加而降低。（4）利用结构方程模型对β年际变异影响因素分析表明,g_s对β具有显著的直接影响,直接路径系数为-0.86。NDVI和VWC对β的调节主要通过g_s间接产生作用,间接路径系数分别为-0.53和-0.18。VPD对β年际变异的影响一方面直接对β产生影响,另一方面通过g_s对β产生间接影响,总路径系数为-0.30。g_s和NDVI对β的主要影响表明植被在调节而能量分配方面发挥的重要作用。鉴于植被可以通过影响能量平衡改善当地气候,在半干旱地区实施植被恢复等措施可以在改善当地气候和逆转荒漠化方面发挥重要作用。