地面气温观测系统设计与实验研究

为提高大气温度测量的准确度,本文设计了一种新型地面气温观测系统并推导了相应的辐射误差修正方程。首先,利用计算流体动力学（CFD）方法对该测温系统进行结构优化设计以及辐射误差量化计算。然后,利用BP神经网络算法拟合可针对多变量变化的辐射误差修正方程。最后,以076B型强制通风测温仪器的测量值作为温度基准,验证该测温系统的测温精度。实验结果表明,该新型地面气温观测系统的测量值与基准温度的均方根误差（RMSE）和绝对误差（MAE）分别为0.031 ℃和0.041 ℃。     

囊果碱蓬离子含量及分布特点

为研究真盐生植物矿质营养特征,以北疆荒漠囊果碱蓬群落为对象,通过土壤及植株调查,分析其矿质元素特征。结果显示：（1）囊果碱蓬的生长增加了0~30cm土壤的pH值、水分及盐份含量,并使盐分在土层重新分布。（2）根系相对于土壤,具有优先吸收K⁺、Mg²⁺ 养分离子的特点;叶片相对于根系,具有优先运输Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 盐分离子的特点,同一离子在吸收和运输的选择不一致,与其在整株的功能相关。（3）Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 积累于叶片,含量远大于K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺ ,Cl^- 和Na⁺ 可能相伴向上运输,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺ 在根、茎、叶保持基本不变的比例。（4）囊果碱蓬属于SO₄ -Cl 盐积累植物,而背景土壤为Cl-SO₄ 型盐土。     

克隆植物准噶尔无叶豆的种群生物量结构及回归模型

根据根茎型克隆植物的特征,建立准噶尔无叶豆各构件单元生物量的模型。结果表明,准噶尔无叶豆的根茎生物量、根生物量、枝生物量和果实生物量分别是6.33、39.72、27.93 g·m^-2和3.47 g·m^-2。地上生物量所占比例为40.55%,小于地下生物量所占的比例59.45%。植株本身的高（H）、高与冠幅（C）的乘积（CH）与各部分生物量间的相关性很高;但C与各部分生物量间的相关性相对较低。在分析H、CH与各生物量相互关系的各种数学模型中,大多数模型有显著的相关性,选择其中相关显著性和R2值最高的模型,建立它们之间的相互关系模型。使用植株的CH所建立起来的线性数学模型对生物量的预测较好,为估算荒漠克隆灌木植物的生物量,提供个例物种的示范。     

柽柳属植物抗旱性能研究及其应用潜力评价

柽柳属植物普遍具抗旱性能,以沙生柽柳为最强。作者从生物生态学特性、水分生理状况及抗水分胁迫的生理机制3方面系统地探讨了柽柳属植物抗旱机制。柽柳叶、营养枝及根、茎的解剖结构均表明,柽柳已形成了一系列适应于干旱环境的旱性器官。柽柳抗旱性能越强,则水势越低,持水力越强。当缓慢水分胁迫时,柽柳体内有脯氨酸、可溶性糖、K⁺、Na⁺的主动积累,共同参与渗透调节。对柽柳抗旱性能的应用潜力进行了评价,指出柽柳是优良防风固沙树种,其柽柳包的"年轮"对揭示当时的生态环境及荒漠环境演变有一定的指示作用。仅分布于流沙地区的沙生柽柳可作为沙漠中的"水源标记"。柽柳具优良的抗逆基因,通过基因工程克隆柽柳抗逆基因并转移到作物和牧草中,必将在维护生态安全、改造生态环境的同时,获得显著的经济效益。     

准噶尔无叶豆地理种群种子萌发特性

准噶尔无叶豆种子具有明显的地理种群大小变异的现象。对大、小种子在3种光照(持续光照,12/12小时光照/黑暗,全黑暗)、5个温度梯度(10℃,15℃,20℃,25℃,30℃)条件下的最适萌发条件进行研究,结果表明:大、小种子萌发的适宜光照条件均为12/12小时光照/黑暗,在持续黑暗与持续光照条件下的萌发率无显著差异;最适温度范围是20~25℃,大种子在20℃、25℃下的萌发率(>85%),萌发指数均显著高于相同温度条件下小种子的萌发率(<35%)和萌发指数。大种子存在种皮硬实所导致的物理性被迫休眠,而小种子除物理性休眠外,可能还存在其他形式的深度生理休眠。准噶尔无叶豆自然状态下萌发率极低(≤3%),经综合分析,认为种子硬实和深度生理休眠可能是自然状态下种子萌发的困难主要因素,而土壤的光照、温度及湿度不存在明显的对种子萌发的限制。     

准噶尔无叶豆土壤种子库特征及其对种子萌发的影响

 准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum (Litv.) Vass.)是中亚荒漠特有种,中国的单属种植物类群,稀有种,仅片段化分布在古尔班通古特沙漠风蚀坡地及流动-半流动沙丘上。按照不同微地形条件,于2008年9月、2009年的4月及6月分别对两个自然种群8种微地形条件(A种群为积沙灌丛下、积沙平缓处、风蚀灌丛下和风蚀平缓处4种; B种群为沙丘上部、中部、下部及底部4种)进行土壤种子库取样,并统计萌发季节的自然种群萌发率,同时对比室内萌发率,以研究土壤种子库的时空分布特征及其对种子萌发的影响。结果表明,从9月至次年4月和6月,种群种子库密度逐渐减少。自然状态下沙埋深度0—6 cm的种子能够萌发,主要萌发季节(4月)A种群有42%~73.56%的种子、B种群有63.33%~72.73%的种子分布在沙土6 cm以下的深度,为“无效种子”。A种群积沙灌丛下种子库密度值最大,但萌发季节的自然种群萌发率为0; B种群的沙丘下部种子库密度较大,但自然种群萌发率仅为4.8%±0.8%。不同微地形条件下沙粒打磨作用(去除种子硬实)和水分条件的差异,是微地形间种子萌发率差异的主要原因。本研究从土壤种子库角度解析自然种群有性更新困难的原因,为该稀有物种的保育提供理论依据。     

光照、温度和盐分对囊果碱蓬种子萌发的影响

囊果碱蓬种子在3种光照、5个温度梯度和5个盐分梯度条件下萌发,测定种子萌发的最佳条件。结果表明：在光照和黑暗条件下,种子萌发率无显著差异。种子萌发的最适温度为30℃。随NaCl浓度增高囊果碱蓬种子萌发率降低,直至为零。不同温度和盐分以及二者的交互作用对囊果碱蓬种子萌发的影响都是极显著的。在最适温度时,种子耐盐临界值为488．89mmol／L,极限值为933．34mmol／L。     

强制通风温度传感器的计算流体动力学分析

本文利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法对基于076B型强制通风防辐射罩的温度传感器进行流固耦合传热分析,计算不同太阳辐射强度、下垫面反射率、强制通风速度、气象站海拔高度和下垫面长波辐射强度等影响因子条件下温度传感器的辐射误差。为实现影响因子连续变化时能提供准确修正数据的目标,采用神经网络算法仿真值计算结果进行拟合,获得辐射误差订正方程。结果表明,辐射误差订正方程的修正误差在0.005℃以内。订正后的气温观测数据有望用于气候变化研究和高精度天气预报。     

新疆主要柽柳属植物(Tamarix L.)的生态类型划分与生境相似性研究

研究了新疆柽柳属植物的生态类型和生境相似性。根据水、盐两个环境因子,将新疆柽柳属植物的生境划分为高水位-低盐组、中高水位-中低盐组、高水位-中盐组、高水位-高盐组、低水位-低盐组和低水位-中盐组六个生境类型组。其下,按照土壤类型又划分成次一级共十个生境类型。此外,分析了新疆十种柽柳属植物生境相似性,使用聚类分析从土壤类型学角度又将新疆柽柳属植物初步确定出河谷河滩沙砾质新积土型、盐化草甸土型、风沙土型、典型盐土型和泛生境型五个基质生态类群。     

耐旱苔藓植物DNA提取及优化RAPD、 ISSR反应体系的建立

 耐旱苔藓植物常常单个个体矮小、生物量低,如何从细小的单个个体中有效提取总DNA是进一步开展居群遗传多样性研究的关键。本研究以古尔班通古特沙漠广泛分布的刺叶墙藓（Tortula desertorum）为对象,使用快速提取法、2×CTAB法及DNeasy plant mini kit试剂盒提取法等3种方法对刺叶墙藓单个个体的总DNA进行提取。结果表明,2×CTAB法提取的DNA纯度高,凝胶电泳显示无明显降解现象,适宜作为PCR扩增的模板。利用所提取的单个个体DNA为模板,建立了优化的RAPD、ISSR反应体系。