本文利用南京地区2012年仙林SORPES观测站和2013年溧水观测站的涡动相关观测数据,分析了南京地区复杂下垫面和草地下垫面的地表能量平衡,能量闭合情况,地气交换特征以及近地层特征。地表能量平衡特征方面,分析了湍流通量和辐射通量的时间分布和垂直高度上的分布。闭合状况分析方面,运用多种统计方法对能量平衡特征进行了分析,对仙林SORPES观测站和溧水观测站的能量平衡闭合状况进行了综合评价,给出了能量平衡闭合程度的时间变化和各物理量对闭合程度的影响。地气交换特征方面,利用仙林站塔上的通量数据,分析了湍流通量(动量通量,感热通量,潜热通量)在近地层的时空分布。同时,对二氧化碳通量(CO2)的时空分布特征和影响因素进行了分析。近地层分析部分,评估了相似理论通量-梯度关系在复杂下垫面下的适用性,并进行了局地化。另外,对夜间边界层内的湍流特征在HOST(Hockey-Stick Transition)假设的基础上进行了分析,讨论了仙林站的HOST特征。研究表明:(1)仙林SORPES站的观测结果代表了南京地区亚热带季风气候的地表能量特征,即夏季炎热多雨,波文比(即感热通量与潜热通量的比值)最小,冬季寒冷干燥,波文比最大。(2)仙林站的观测存在能量不闭合,白天能量平衡比率EBR为0.72,夜间为0.32;在晨昏转化期间EBR由于相位差存在跳变。相较于深水均匀平坦下垫面,仙林站复杂下垫面的能量闭合情况类似。(3)所有的湍流通量,除潜热通量外,均表现出25m和50m的差异较小,而与3m的差异较大的现象,表明25m和50m在惯性子层,3m在粗糙子层。也就是说在该复杂下垫面下的近地层结构类似于城市下垫面,存在粗糙子层的。(4)在该复杂下垫面下,近地层摩擦速度随着高度增加,感热通量随着高度减小,潜热通量上下层差异较小,二氧化碳通量绝对值随着高度减小;同时,复杂下垫面不同来向的风会导致不同的通量特征,源区不同,对应的地气交换特征也会发生相应变化。(5)3m的通量数据往往只能反映局地情况,25m和50m则更能反映区域情况。在复杂下垫面下近地层结构复杂,需要多层观测,才能全面反映近地层的特征。(6)该复杂下垫面的动量通量梯度关系基本满足局地相似关系,与城市粗糙子层中的结果一致,在稳定条件下远低于均匀下垫面下的经典结果。(7)不同高度的零平面位移是不一致的,靠近地面的3m层所受影响主要来自观测场,此时的零平面位移直接使用冠层动力学参数来估计是偏高的。(8)仙林站夜间近地层湍流强度与风速之间存在HOST特征,进一步印证了 HOST假设的普遍性;同时临界风速随高度增加,且与下垫面性质有关。该复杂下垫面下的临界风速低于均匀平坦下垫面。