毛乌素湖盆滩地位于干旱半干旱地区,属温带季风气候。近年来,随着地下水资源过度开采、畜牧业扩张和人口数量增长,该区面临着区域地下水位下降、生态环境恶化和土壤荒漠化等问题。研究毛乌素湖盆滩地地下水位下降对近地表温度与地表能量平衡是对气候演化规律与地下水环境的有利补充,研究成果对于该区域地下水资源的开发利用与生态环境的保护具有重要的科学与实践意义。本文以毛乌素湖盆滩地植被冠层到地下水位剖面作为研究对象,以渗流理论、土壤水动力学和土壤物理学等基本理论为指导,采用原位数据监测、室内试验、数理统计分析和数值模拟等技术手段与方法,分析了研究区土壤水分和土壤温度变化特征及近地表温度和地表能量平衡的影响因素,利用构建的水分、热量耦合模型,探讨了在季节和昼夜时间尺度上地下水位埋深对近地表温度和地表能量平衡组分的影响,并确定影响埋深边界。得出主要结论如下:(1)典型天气(阴天和雨天)土壤温度的日变化幅度较小,测深达到87cm时,土壤温度基本保持不变;剖面土壤温度随季节的变化呈正弦特征,不同测深温度峰值出现的时间存在滞后现象,其中测深10cm和20cm比测深5cm分别滞后2h和4h;研究区测深0-40cm为水势剧烈变化带,测深40-87cm为水势季节变化带,测深87cm以下为水势稳定带;气象要素、地下水位埋深和植被覆盖是影响剖面土壤温度变化的重要因素。气象要素的影响程度随着测深的增加而逐渐减小;地下水在夏季降低地表温度,在冬季增加地表温度;植被能够降低土壤温度的变化幅度。(2)使用SHAW模型模拟,结果表明各测点含水量、土壤温度和总的蒸发量的模拟值与实测值的变化趋势一致,且误差在一定范围模型基本满足适用性要求。(3)基于SHAW模型模拟结果,地下水位埋深变化对近地表温度及地表能量平衡的影响的根本原因是改变了剖面土壤的含水率分布。地下水位下降,净辐射通量和潜热通量变小;感热通量在冬季,随着地下水位埋深变大而减小,在夏季,则明显增大;土壤热通量在冬季,随着地下水位埋深变大减小,在夏天,则可能增大。(4)冬季无雨日和夏季湿润日地下水位埋深的变化对地表温度、湿度、净辐射通量、潜热通量、感热通量和土壤热通量的影响都较小,区别在于冬季无雨日太阳辐射低,而夏季湿润日潜热蒸发所需要的水分得到满足。(5)在研究区风积沙土壤介质下,地下水位埋深对近地表温度及地表能量平衡影响范围的上边界确定为0.2m,其下边界为1.8m。