干旱区陆面过程与大气边界层研究进展

干旱区陆面过程与大气边界层研究进展

1陆面过程与大气边界层物理观测试验研究陆地层过程和气候边界层过程是两个密切相关的科学领域：它们共同反映了陆地和环境之间的扰动、能量、水和物质交换和输送过程。这是气候系统反应和适应外部寒冷变化的重要因素。已有研究[3~8]表明,无论是气候变化还是大气环流异常都与陆面过程和大气边界层的贡献密不可分,尤其是暴雨、沙尘暴和冰雹等突发性气象灾害和极端天气气候事件更是与陆面过程和大气边界层过程存在着许多内在必然联系。野外科学试验是陆面过程和大气边界层研究最为重要的手段之一。正因为如此,从20世纪80年代开始,国际上相继在全球具有代表性的气候或生态区域开展了一系列重要的陆面过程与大气边界层综合试验研究。据不完全统计,全球已经开展了50个以上较有影响的陆面过程与大气边界层综合试验研究。其中,最具代表性的有HAPEX/MO-BILMY(Hydrology-AtmospherePilotExperiment)、FIFE(FirstInternationalSatelliteLandSurfaceClimatologyProjectFieldExperiment)、EFEDA(EuropeanFieldExperimentinaDesertificationThreatenedArea)、BOREAS(BorealEcosystemAtmosphereStudy)、NOPEX(ANorthernHemisphereClimateProcessesLand-SurfaceExperiment)、GAME(GlobalEnergyandWaterCycleExperimentAsianMonsoonExperiment)、EBEX-2000(InternationalEnergyBalanceExperiment,2000)等一些科学试验计划。我国自20世纪80年代末就开始紧跟国际研究的步伐,相继开展了一些比较重要的陆面过程和大气边界层综合观测试验研究。其中,“黑河地区地气相互作用观测试验研究(HEIFE)”是我国开展最早的陆面过程和大气边界层野外综合科学试验研究,对干旱区陆面过程和大气边界层特征获得了不少新的认识;“西北干旱区陆—气相互作用观测试验研究(NWC-ALIEX)”已持续了近10年,对极端干旱区陆面过程参数化进行了深入的观测分析,揭示了干旱区极端深厚大气边界层特征;“青藏高原大气科学试验(TIPEX)”和“亚洲季风实验———青藏高原试验(GAME-Tibet)”主要研究了青藏高原特殊地形条件下陆面过程和大气边界层的热力和动力作用及其对我国气候和东亚季风的影响,探讨了高寒环境条件下大气边界层的特征;“内蒙古半干旱草原土壤—植被—大气相互作用(IMGRASS)”项目重点研究了典型半干旱区草原下垫面陆气交换和大气边界层结构及其与生态演化的关系;“干旱化和有序人类活动观测试验”则主要侧重于农牧交错带人类活动对陆面过程和大气边界层特征及其气候环境的影响研究;“淮河流域水分和能量循环实验(HUBEX)”是以南方湿润地区陆面过程和大气边界层对暴雨过程的影响规律为主要研究目标;“地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究”对半湿润华北平原非均匀下垫面陆面过程和大气边界层特征进行了研究;“绿洲系统能量与水分循环过程观测与模拟研究”对绿洲与干旱荒漠背景的相互作用过程及其边界层特征进行了比较系统的观测分析;“城市边界层三维结构研究”针对典型城市群陆面过程和大气边界层的复杂性开展了观测试验研究。总之国内近20年坚持不懈的陆面过程和大气边界层试验研究工作已经取得了一些很有价值的研究结果,也使我国陆面过程和大气边界层综合试验研究逐渐在国际上具有了一定特色。从区域分布上讲,我国陆面过程和大气边界层综合试验研究最初从西北干旱区开始,而且先后依托国家“973”项目和国家自然科学基金项目及其它一些相关科研项目,对该地区陆面过程和大气边界层进行了持续不断的综合试验研究工作,取得了一些相对比较系统的研究结果。本文总结和归纳了其中部分研究结果的主要科学进展,尝试在此基础上讨论未来陆面过程和大气边界层研究的一些重点科学问题。2主要研究成果2.1干旱地区土地使用参数化研究2.1.1各因子定量关系以NWC-ALIEX试验长期观测资料为基础,分析并揭示了干旱区陆面过程参数与太阳高度、土壤湿度等影响因子之间的多因子定量关系;确定出了反照率和热传导率等干旱区陆面过程主要物理参数的参数化公式;用涡旋相关法、空气动力学法和组合法3种分析方法,综合确定出了干旱区动量、感热和潜热总体输送系数,并分析了总体输送系数的特征和变化规律。这些研究[19~28]为建立干旱区陆面过程参数化方案提供了试验依据,为改进大气数值模式提供了比较可靠的总体输送系数关系式。2.1.2地表通量参数化公式用观测资料修正了干旱区Monin-Obukhov相似性函数的经验系数,给出了干旱区动量粗糙度、标量粗糙度(热力和水分粗糙度)的变化特征以及标量粗糙度与摩擦速度和动量粗糙度的定量关系,并发现荒漠地区标量粗糙度比动量粗糙度更复杂,随近地层稳定度变化范围也更大,给出了一套较完善的干旱区地表通量参数化公式。这些研究[29~31]对提高数值模式中表面通量的描述能力有重要意义。2.1.3干旱区的陆面过程参数化模拟将获得的干旱区陆面过程参数或参数化公式用于改进目前流行的BATS等陆面模式中干旱土地类型的陆面过程参数化方案;并用改进的陆面模式模拟了干旱区陆面过程的日变化和年变化特征,发现模拟效果比改进前明显提高,特别是在受降水明显影响期,改进后的陆面过程模式优势十分明显。这方面研究[32~35]为数值模式的改进提供了重要科学基础。2.2干旱地区的利相性和水分转化特征的研究2.2.1降保护的对土壤温度的影响作用通过对NWC-ALIEX和HEIFE等观测试验在荒漠区观测的陆面水分过程资料分析,发现夜间降露水对土壤湿度的影响很显著,可以使浅层土壤夜间出现逆湿分布;并且给出了降露水与地表温度、近地面大气层结、风速及绿洲分布等气候环境因素的定量关系;提出了表层土壤夜间对降露水的吸收过程与白天蒸发释放水分过程构成的干旱区陆面水分“呼吸”现象。这方面研究[36~39]揭示了荒漠表面水分交换的特殊机制,对研究干旱区生态维持机理有重要意义。2.2.2地表能量分布规律通过分析不同站点观测资料,研究了干旱区荒漠和绿洲2种典型下垫面在不同天气条件和气候背景下的微气象特征和能量输送规律,发现虽然荒漠总辐射通量和感热比绿洲强,但净辐射通量却弱于绿洲,可利用能量也比绿洲低得多。并且,发现荒漠地表能量基本保持平衡,而绿洲地表能量不平衡性非常突出,而且不平衡性与中尺度垂直速度密切相关。这方面研究[40~51]丰富了对干旱区地表能量平衡特征的认识。2.2.3当前地质条件对冷暴发展的影响用大气数值模式模拟了绿洲地—气之间水分和能量交换特征及其与周围荒漠的相互作用规律,分析了临近绿洲的荒漠区近地层能量和水分输送的时空变化规律,发现绿洲对其上游影响较小,但对绿洲下游荒漠陆面过程影响比较明显,对许多陆面过程能量的影响范围大致与绿洲空间尺度相当,影响程度大约为平均状态的1/4。这方面研究增进了对干旱区非均匀下垫面陆—气相互作用的理解。2.2.4稳定维持的外部条件和制约因素将野外试验与数值模拟实验相结合,分析了绿洲内部结构和外部气候环境要素对绿洲系统陆面水分和能量交换的影响机制,发现了有利于绿洲稳定维持的最优外部条件和内部结构。并且以非线性热力学方法分析了绿洲系统的熵变过程,揭示了绿洲演化和自组织过程的陆面本质特征,给出了绿洲稳定维持所需要的水分和热量条件及必要的外部环境保障。这方面研究[54~57]对建设和保护绿洲具有重要参考意义。2.3干旱地区大气边界的结构特征研究2.3.1大气边界层特征通过观测资料分析、遥感反演和数值模拟实验,发现了西北荒漠区夏季对流大气边界层最厚可超过4km,夜间稳定大气边界层最厚也能够达到1km以上;白天极端深厚的热力大气边界层与该地区地表极强的浮力通量、较显著的风切变以及特殊的残余层贡献有关;并且干旱区深厚大气边界层与干旱气候的形成也有较密切关系。同时,通过对比分析干旱地区大气边界层季节特征,发现干旱区大气边界层季节差异十分明显,冬季大气边界层厚度只是盛夏的1/4左右。这方面研究[58~65]对干旱区大气边界层结构及其形成机理给出了新认识。2.3.2大气逆湿和负汽输送现象的物理机制及存在规律通过对干旱区不同区域的观测试验资料综合分析和中尺度数值模拟实验,发现干旱区临近绿洲的荒漠区大气边界层普遍存在大气逆湿和负水汽输送特征,并且很多时候存在水汽负梯度输送现象;同时,还揭示了大气逆湿和负水汽通量及水汽负梯度输送现象的物理机制及其出现规律。这方面研究对干旱区边界层水分输送机制有了新的认识。2.3.3内边界层结构利用野外观测和数值模拟相结合,分析了绿洲、沙漠过渡带和荒漠的大气边界层垂直结构及其分布特征和变化规律。发现由于绿洲的异质性在荒漠背景上引起的动力、热力、水分等多重不均匀性,在绿洲大气边界层内形成了复杂的内边界层结构;同时,还解释了绿洲“冷岛效应”及风、温、湿3种属性内边界层的空间变化规律及形成机制。这方面研究丰富了对绿洲大气内边界层结构的认识。2.4非均匀下垫层的气边界层理论的研究2.4.1大气体制相似性理论通过理论推导和试验验证,建立了大气边界层局地相似性理论的相似性尺度和相似性函数,并给出了局地相似性尺度与其它相似性尺度之间的关系。同时,利用日本筑波气象塔和瑞典Uppsala试验等边界层观测试验资料证明了局地相似性理论在非均匀下垫面的适用性。另外,还将大气局地相似性理论应用于大气近地面层,取得了良好的效果。这方面研究[70~72]为分析非均匀下垫面边界层观测资料提供了比较有效的方法。2.4.2热平流影响下的近地层通量—改进了非均匀下垫面近地层通量—廓线关系以理论推导为基础,利用HEIFE观测资料修正了Monin-Obukhov相似性理论的通量—廓线关系,建立了热平流影响下的近地层通量—廓线关系,拓展了通量—廓线关系的适用性,使近地面层通量—廓线关系可部分适用于类似于绿洲的非均匀下垫面。同时,还给出了包含近地层大气局地自由对流状态的相似性通量—廓线关系,增加了通量—廓线关系的通用性。这方面研究发展了传统的近地层通量—廓线关系,为分析绿洲和荒漠陆面能量和物质输送提供了一定理论基础。2.4.3确定四阶矩准正态近似和三阶矩剪切近似用瑞典Uppsala和HEIFE等边界层试验资料首次验证了湍流四阶矩准正态近似假定以及湍流三阶矩剪切近似假定,并确定出了四阶矩准正态近似和三阶矩剪切近似的一些重要实验参数,为大气数值模式中已广泛使用的湍流三阶闭合方案提供了坚实的试验依据。这方面研究[75~77]对发展高阶闭合大气数值模式有较大科学意义。2.5干旱山谷城市环境边界层及污染机制2.5.1干旱环境对边界层结构设计的影响开展了干旱山谷城市兰州的大气污染扩散试验及模拟研究,并分析了山谷地形、干旱环境等自然因子与污染气溶胶、生活取暖加热等人为因子对大气边界层结构的综合影响过程。研究发现:在大气污染较重的干旱山谷城市,污染气溶胶对冬季白天逆温层形成的贡献明显大于山谷地形的贡献,早晚取暖期的生活加热对低层大气结构也有明显影响,环境干旱对边界层结构也有直接和间接作用。这方面研究对认识干旱山谷城市大气边界层形成特征有理论指导意义,对开展干旱山谷城市大气环境数值模拟和制定污染防治对策有一定参考价值。2.5.2大气边界层气流运移关系研究了干旱山谷盆地大气边界层气流运动的动力学特征,并用FIFE试验资料找出了气流运动(即越山或在山谷内回绕)的Froude数动力学判据。以此为基础,建立了兰州市大气边界层气流的运动状态与地形、逆温和干旱气候背景的关系,估算出了污染物越山输送出兰州山谷的临界高度和排放源烟囱的临界高度。这方面研究揭示了干旱山谷城市大气边界层污染物输送的动力学规律,对干旱山谷城市大气环境综合治理有重要参考价值。2.5.3大气污染物扩散规律和形成物理机理以理论分析和观测试验相结合,揭示了兰州盆地白天边界层内大气逆温层的形成条件和表现规律,研究了兰州盆地白天大气逆温层对边界层大气污染物扩散的影响,探讨了兰州盆地这种复杂地形和干旱环境条件下大气扩散特征和污染物输送规律,比较系统地讨论了兰州市大气环境污染的形成物理机理。这项研究[83~85]对兰州市大气环境的治理具有积极意义。3主要科学问题虽然,我国陆面过程和大气边界层研究工作已经形成了一定特色。但总体而言,还存在较明显的局限性,一些重要基础性科学问题仍然有待突破:3.1野外综合陆面过程和大气边界层野外科学试验空间布局的科学性和系统性仍然不足近20多年来,我国已经先后在青藏高原、极端干旱区、干旱荒漠区、半干旱草原、农牧交错带、南方暴雨区、特大城市群、海岸带等典型区域进行了一系列以陆面过程和大气边界层为主的观测试验。不过,与国际先进水平比较来看,我国野外综合陆面过程和大气边界层野外科学试验空间布局的科学性和系统性仍然不足。一方面,目前有些观测试验缺乏代表性;另一方面,有些典型地区还没有开展过比较综合性的观测试验研究。尤其,在黄土高原和四川盆地等一些天气、气候关键区更是如此。这影响了对我国陆面过程和边界层特征的、系统的认识。3.2复杂边界层参数化建模技术在目前已开展的干旱地区陆面过程和大气边界层观测试验中,绿洲、湖泊和地形等引起的复杂下垫面问题并没有得到很好的解决,这使得以往陆面过程和大气边界层观测试验结果缺乏足够的可靠性和适用性。复杂下垫面不仅会造成陆面过程特征和大气边界层结构的变异,而且也给大气模式中陆面过程和边界层参数化造成了较大困难。在自然界,复杂下垫面大致可归纳为非均匀下垫面、起伏地形和山脉下垫面、城市下垫面等三大类。非均匀下垫面主要是由地表分布不均匀或土壤性质变化引起,最突出的有干旱荒漠区中的绿洲和湖泊分布及平原区中的农田和林木分布等。这种非均匀性对陆面过程和大气边界层影响十分明显,不仅会引起陆面热力、水分和生理生态过程的相互联动,而且还会出现显著的内边界层特征。起伏地形和山脉下垫面对边界层结构也有突出作用,它不仅会引起边界层气流的特殊运动,产生垂直速度等,而且也使大气数值模式中有效粗糙度的确定变得比较困难。城市化的迅速发展使城市下垫面对陆面过程和边界层的影响日益重要,城市陆面过程特征和边界层结构也变得更加复杂,城市冠层的输送、建筑物阻尼、尾流湍流效应、多重反射和粗糙度确定以及日益普及的空调和汽车的热源效应等难点问题将会更加突出。3.3大气数值模式参数化方案缺乏干旱区陆面过程和大气边界层参数化是发展区域大气数值模式的重要环节。虽然,以往的观测试验曾在一些代表性观测点上获得了陆面过程和大气边界层的局地参数化关系,但在目前国际上流行的大气数值模式的陆面过程和大气边界层参数化方案中很少有我国陆面过程和大气边界层观测试验结果的贡献。这其中主要是由于以往研究很少把这些局地观测结果有效转化为数值模式网格尺度上的参数化方案,所以无法直接促使大气数值模式参数化方案的改进。因此,将陆面过程和大气边界层的局地参数化观测结果升尺度转化到大气数值模式的网格尺度上是发展大气数值模式的重要科学问题之一。在干旱地区,下垫面相对比较简单,尺度转化工作的难度较小一些。所以,应该尝试进行干旱区局地观测与遥感像元在公里量级上尺度耦合及遥感反演区域与大气数值模式网格在10公里量级上尺度耦合,从而把局地观测的陆面过程和大气边界层参数化关系逐步升尺度转化到大气数值模式的网格尺度上,并用于改进大气数值模式的参数化方案。3.4地表非均匀性地表能量不平衡问题一直是困扰陆面过程研究的一个重要科学难题,在干旱区也发现了比较突出的能量不平衡现象。目前普遍认为地表能量不平衡主要是由仪器误差、观测误差、可利用能量高估、有效能量低估、忽视了热储存量、大气非平稳性和地表非均匀性等众多因素所致。针对这些问题,国内外学者已经做了大量工作,并通过观测仪器精度的提高、资料质量控制技术的完善、平面拟合、高低频响应订正、footpint分析、平流影响订正、攻角订正、冠层和土壤热储的估算、非平稳性检验、大涡输送贡献的计入、有效能量增大、位相调整等技术手段在一定程度上改善了地表能量不平衡问题。然而,即使综合考虑这些技术措施,仍不能完全解决地表能量不平衡问题。至今,地表能量不平衡问题仍然是个迷团。尤其,需要进一步去开拓思路,探讨中尺度垂直运动的能量输送、植物生理过程对能量的储存和消耗以及陆面相变过程的能量释放和吸收等因素对地表能量不平衡的影响,系统揭示地表能量不平衡的科学本质。3.5陆面热力和边界层相互作用在干旱地区,沙尘暴等许多极端天气过程都与陆面过程的特殊贡献密切相关。然而,以往陆面过程和大气边界层试验的观测时段大多选择晴好天气,往往遗漏了对暴雨、冰雹和沙尘暴等小概率极端天气事件与陆面过程和大气边界层相互作用过程的观测。所以,目前对极端天气过程与陆面过程和大气边界层相互作用的特征和规律认识十分有限,在一定程度上制约了极端天气事件监测预测技术的提高。在干旱地区,沙尘暴天气的形成与陆面热力作用密切相关。而且,沙尘气溶胶对大气边界层有2方面特殊强迫作用:一方面是干对流活动引起的垂直运动对边界层的动力强迫;另一方面是大气边界层内超常沙尘含量分布对边界层的辐射强迫。在湿润地区,暴雨天气会引起以下几个方面的大气边界层问题:积云和对流等中尺度过程产生的中尺度通量在边界层中的参数化问题;边界层水分相变的潜热释放产生的热量强迫;高密度水汽分布对边界层的辐射强迫;湿对流过程对边界层的动力强迫等。另外,在高原和高山地区,冰雹天气形成时的陆面热力和动力作用及冰雹天气发展过程中的边界层地形波作用等问题也是非常值得重视和研究的科学问题。3.6对大气水分循环模拟的缺失陆面水分过程是整个气候系统的关键环节之一,也是控制和影响区域水分循环和水资源分布的主要因素,对全球变化的响应十分敏感。尤其,干旱区陆面水分过程有其复杂性和特殊性。目前,许多研究已经逐渐从过去以研究大气环流为主的能量循环转向了以研究生态环境和水资源问题为主的水分循环方面。然而,至今对大气水分循环的模拟并不是十分成功,即使对降水过程都很难比较准确地模拟。困扰这一问题的原因固然很多,但陆面水分过程的复杂性无疑是影响这一问题的主要因素。正是由于陆面水分过程的复杂性,目前无论在数值模式中还是在理论分析中对其描述都还很不够完善,尤其对降露、土壤水分吸附和蒸馏等一些特殊的陆面水分过程还没有充分考虑,对陆面过程中表面蒸发和土壤水分输送的计算还存在不少理论方面的困惑,许多大气数值模式中对它们的描述隐含了不少假定和猜测,模拟的土壤湿度干化速度往往要比实际迅速得多。所以,今后陆面过程研究所面对的最艰巨的任务之一可能就是如何提高对陆面水分过程的系统认识和理解。4大气边界层和陆面过程的科学研究大气边界层和陆面过程研究是试验性很强的科学,它们在理论上的突破基本上是以试验或实验为基础。正是由于一系列试验或实验成果的成功推动,使得大气边界层和陆面过程研究逐步发展并渐渐成熟起来。今后对大气边界层和陆面过程理论认识上的重大突破在很大程度上仍然需寄希望于观测试验方面的重大发展,这就需要今后观测试验设计在思路上具有创新性、在技术上具有先进性、在观测资料方面具有可靠性、在观测内容方面具有综合性。从科学的发展角度讲,大气边界层和陆面过程研究只有贴近实践和面向应用才能有更强劲的生命力。这正如大气边界层研究最初是基于军事活动的需要才开展起来,此后随着航空、大气污染治理、生态环境建设、火箭、导弹和卫星发射等方面的广泛需要而迅速发展壮大。可见,大气边界层和陆面过程研究的每一步飞跃几乎都与应用领域的新需求分不开。未来大气边界层和陆面过程研究尤其要在改进数值模式的模拟能力、提高预报预测准确率、增强气候变化预估和评估能力等方面发挥关键技术作用,这样才能为大气边界层和陆面过程研究迎来新的发展局面。由于大气边界层结构和陆面过程特征的区域性非常明显,在未来研究中需要特别增强针对性和突出重点。如在高寒地区,由于其特殊的地形和环境,需要更加关注陆面冻土和冰雪过程及地形和低气压对大气边界层结构的影响;在干旱半干旱区,水分在土壤中的分布和传输比较特殊,降露、土壤吸附水、蒸馏、毛管抽吸等一些特殊的水分过程显得更加重要,气态水分输送和传输作用也会更加突出,应该特别重视陆面水分过程的作用及其对生态环境的影响。辩证而言,科学中的难题同时也是科学发展的机遇。目前,大气边界层和陆面过程研究的许多科学难题都是由下垫面的复杂性衍生出来的。事实上,大气边界层和陆面过程研究从理想下垫面走向复杂下垫面的发展正是大气科学从理想条件走进实际大气的必然趋势,这如同大气动力学研究从当年的地转近似逐步发展出一套完整的大气控制方程,以及大气科学理论从线性逐步向非线性理论、从平衡态热力学逐步向非平衡态热力学发展一样。复杂下垫面大气边界层和陆面过程的理论突破将会为该领域的研究开创更加广阔的前景。致谢:本文得到了黄荣辉、胡隐樵、赵鸣、卫国安、王介民、吕世华、赵建华、肖国举、曹晓彦、杨兴国、周嵬、马芳、田辉、王兴、乔娟和问晓梅等专家和同行的支持和帮助,在此一并致谢。参考文献(References):mosphericboundarylayerphysics[J].AdvancesinEarthScience,2001,16(4):526-532.[张强,胡隐樵.边界层气象学的研究进展和面临的主要科学问题[J].地球科学进展,2001,16(4):11(6):550-554.[胡隐樵,张强.大气边界层相似性理论及应用[J].地球科学进展,1996,11(6):550-554.]search,2000,20(4):357-362.[张强,胡隐樵,曹晓彦,等.关于我国西北干旱气候的若干问题[J].中国沙漠,2000,20(4):2005,25(5):675-681.[张强,王胜.特强沙尘暴(黑风)的形成及其效应[J].中国沙漠,2005,25(5):675-681.]486.[张强,胡隐樵.绿洲地理特征及气候效应[J].地球科学进展,2002,17(4):477-486.][J].AridMeteorology,2003,21(3):74-78.[张强.大气边界层气象学研究综述[J].干旱气象,2003,21(3):74-78.]ScientiaMeteorologicaSinica,1998,18(3):295-304.[张强.简评陆面过程及其模式[J].气象科学,1998,18(3):295-304.]perimentalstudyinChineseloessplateau[J].AdvancesinEarthScience,2008,23(2):167-143.[张强,王胜.关于黄土高原陆面过程及其观测试验研究[J].地球科学进展,2008,23(2):anditsresearchadvances[J].AdvancesinEarthScience,2005,20(4):427-441.[张强,黄荣辉,卫国安,等.西北干旱区陆面过程观测野外试验(NWC-ALIEX)及其研究进展[J].地球科学进展,2005,20(4):427-441.]surfacelayeroverGarzeareainTibetanPlateau[J].ChineseJournalofAtmosphericSciences,2000,24(3):289-300.[刘辉志,洪钟祥.青藏高原改则地区近地层湍流特征[J].大气科studyinChina―FromHEIFEtoIMGRASSandGAME-TIBET/TIPEX[J].PlateauMeteorology,1999,18(3):280-294.[王介民.陆面过程实验和地气相互作用研究———从HEIFE到IMGRASS和GAME-Tibet/TIPEX[J].高原气象,1999,18tation-atmosphereinteractioninInner-Mongoliasemi-aridgrassland[J].EarthScienceFrontier,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