黄土高原环境异质性与植被的恢复与重建

黄土高原是一个独特的地理区域,由于对其原生植被的不同认识,自然区划历来富有争议。为因地制宜地进行植被建设,在辨析植被属性有关论点(黄土无林、草原次生等)的基础上,主要由现代植被证据进一步讨论黄土高原的自然地带。分析了生物气候条件在不同地域之间的分异性,阐述了植被地带特征。为充分说明植被地带性,还从历史的角度探讨了植被建设的效果。表明黄土高原环境的非均质性可表征为森林、草原等地带,不能认为黄土高原不具有森林发育的地带性环境。相对于森林地带北界森林线,森林草原地带北界应为树木线。植被建设不应局限于一种土地利用模式,不能无视疏林及稀疏灌丛在森林草原地带的客观存在。

稀土分离过程的平衡反应和动力学研究

本论文共分六章，论文首先综述了近年稀土溶剂萃取最新出现的一些萃取体系及萃取方法，然后用溶剂萃取法系统研究了新萃取剂 PT-2 萃取稀土(III)、Cyanex 923 和 Cyanex 925 萃取铈(IV)、钍和稀土(III)的性质，推导层流型恒界面池的理论基础并用恒界面池法研究 Cyanex 272、PT-2 萃取稀土动力学，用高效离心分配色层仪(HPCPC) PT-2、Cyanex 302 和 Cyanex 272-P507 混合体系分离稀土(III)的规律，本论文还在大量实验数据的基础上，提出从氟碳铈矿中提取稀土的具有创新性的绿色工艺流程。论文第一章综述了近年衡土溶剂萃取的研究成果，为探求优于应用于工业生产的萃取稀土(III)的 P507 体系以及萃取钇的环烷酸体系，人们合成大量的有机磷类、羧酸类、苯胲类萃取剂并研究了它们萃取稀土的性能，将现有的萃取剂进行优化组合得到许多稀土的协同萃取体系，还将结晶反萃、还原反萃等方法应用于稀土分离过程。第二章用两相滴定法在测定 PT-2 的 K_d、K_2 等基本常数基础上，研究了 PT-2 的正庚烷溶液在盐酸、硝酸介质中萃取 15 个稀土离子（除了 Pm 外）的分配规律及萃取机理，同硫酸体系、高氯酸体系萃取平衡进行了对比，得到一些在理论上和实际上很有价值的结果。首次发现高位阻的酸性膦酸类萃取剂 PT-2 萃取轻、重稀土(III)时存在不同的机理，在盐酸、硝酸和硫酸体系中， PT-2 萃取轻稀土(III)为阳离子交换机理， PT-2 萃取重稀土时，阳离子交换机理和溶剂缔合机理共存；高氯酸介质中，由于高氯酸根离子难以同稀土(III)形成络合物， PT-2 萃取稀土(III)的机理符合一般的酸性膦酸酯的萃取规律，为阳离子交换机理。第三章探求了多种纯化 Cyanex 923 和 Cyanex 925 的途径，得出了较为行之有效的纯化方法，系统地研究了 Cyanex 923 从硫酸和硝酸介质中萃取 Ce(IV)、Th、La 和 Gd的规律，确定了萃合物的组成，计算了 lgK、ΔG、ΔH、ΔS 等热力学常数。 Cyanex 923 对 Ce(IV)、 Th(IV)的萃取在高酸度时随酸度的增大而降低，而 Ce(IV)、 Th(IV)同时萃取时， Th(IV)的萃取受到 Ce(IV)的抑制。发现 Cyanex 923 是一种良好 Ce(IV)的萃取剂，可用于铈从稀土(III)、钍中的分离、富集，具有很好的应用前景。第四章在层流型恒界面池的传质过程理论研究基础上，研究了二 (2,4,4-三甲基戊基)膦酸(HBTMPP)、PT-2 萃取 Er(III)的动力学，测定了流体线性流速、有机相浓度、水相浓度和酸度、温度及界面面积等因素对萃取速率的影响，对萃取的控制模式作出判断，为 Cyanex 272、 PT-2 在稀土湿法冶金中的应用提供基础参数。推导出层流型恒界面池中扩散控制模式下的萃取过程善于传质量和扩散层厚度两个基本公式。PT-2 萃取 Er(III)的过程属于扩散控制模式，在不同参数（温度、线性流速、界面面积、两相组成等）条件下，以 ln[(1/β + 1)C_b~a/C_(b,0)~a - 1/β] 对时间 t 作图得到都为直线，这些参数的变化对萃取的控制模式没有影响。萃取速率随温度、线性流速、界面面积等的变化规律也表明，该萃取过程为一扩散控制模式。根据萃取速率随线性流速、界面面积和温度的影响推断 HBTMPP 萃取 Er(III)为扩散控制和化学反应共同作用的混合控制模式。利用稳态法推导出该萃取过程的初始速率方程，该速率方程能和实验结果较好吻合。第五章用 HPCPC 研究 PT-2、Cyanex 302 及 Cyanex 272-P507 体系分离重稀土元素，评估 HPCPC 的性能及萃取剂的萃取性能，考察了流动相的流速、 pH 及 HPCPC 的转速等对分离效率的影响，并对这些体系萃取重稀土(III)的机理进行了探讨。发现流速对 HPCPC 的分离效率有显著的影响，随流速的增大，理论板数降低，分离度减小；理论塔板数和分离度随转速的变化无明显的变化；在 D 值相同时， Vs/Vm 越小，理论塔板数 N 越大；pH 越高，D 越大，理论塔板数则越低；萃取剂的浓度越高，理论塔板数越低。用 HPCPC 梯度洗脱法在 Cyanex 302 体系中只经过一次运行可将轻、重稀土混合物 La(III)、Sm(III)、Dy(III)和 Tm(III)分离。第六章针对攀西稀土矿 冶炼工艺中存在由于稀土收率低、放射性钍未得到分离和利用、存在二个放射性废渣和放射性废水等问题，采用溶剂萃取法，从攀西矿氧化焙烧－硫酸浸出液中萃取分离钍和铈(IV)。研究了 N1923 从氟碳铈矿硫酸浸出液中萃取分离钍和铈(IV)的工艺，并在此基础上提出从攀西矿中萃取分离铈(IV)、钍和提取氯化稀土的流程 I。用 N1923 萃取铈(IV)、钍，稀硫酸为洗液，形成含四价铈及钍的有机相和含三价稀土元素的萃余液，实现铈、钍与三价稀土的萃取分离。由于用含过氧化氢的硫酸溶液反萃铈(IV)困难，用含过氧化氢的硝酸溶液反萃铈(IV)、钍，再以 Cyanex 923 萃取钍，实现钍和铈(III)的分离。还研究了用 S501 萃取萃取铈(IV)工艺，以稀硫酸为洗液，用含过氧化氢的硫酸溶液为反萃取液反萃铈(IV)。解决了萃取过程铈(IV)的还原性问题；探明了氟离子对萃取过程的影响以及在料液、洗液、反萃取液中加入硼酸的作用，在大量数据的基础上提出了工艺的各成分的组成。

烙铁头(TRI MERESURUS MUCROSQUAMATUS)蛇毒中精氨酸酯酶的研究

采用DEAE－sephadex A-50、Sephadex G-100、CM-sepharose cl-6B三步柱层析，从烙铁头(T. mucrosquamatus)蛇毒中纯化得到的精氨酸酯酶在聚丙烯酰胺凝胶电泳(pH 8.3)和SDS－聚丙烯酰胺凝胼电泳中均呈现单一的蛋白带。其分子量为29000，等电点pI为5.2；由225个氨基酸残基组成，其中Gly,Asp和Glu的含量较高。它是一个糖蛋白，含有0.5%的中性已糖和0.75%的唾液酸，对热及酸碱变化较稳定。在280nm波长处有典型的蛋白质吸收峰，此时的消光数E0.1%/1cm为1.332。该酶具有较强的精氨酸酯酶活性和纤维蛋白原溶解活性，无出血活性、酪蛋白水解活性以及粗毒中含有的其它酶活性。从烙铁头(T. mucrosquamatus)蛇毒中纯化的具纤维蛋白原溶解活性的精氨酸酯酶（MFAE）是一丝氨酸蛋白酶，其活性可被PMSF抑制而不受EDTA的影响。MFAE酶促反应的最适pH为8.4，最适温度55 ℃; pH7.6、37 ℃时水解BAEER的米氏常数K_m为20 * 10~(-3)M。该酶能降解纯化人纤维蛋白原的Bβ链以及纯化牛纤维蛋白原的Aα和Bβ链，并有一定的纤维蛋白溶解活性。它能明显延长兔血浆的凝血酶时间和复钙时间。纯化的MFAE无出血活性、凝血酶样活性及血小板聚集活性，对ADP、AA、TMVA、Melittin等诱导的血小板聚集也无抑制或解聚作用。本文还测定了它对凝血酶及胞浆毒特异性合成三肽底物的水解活性。

马雪山黑白仰鼻猴Rhinopithecus bieti的生境垂直利用、过夜处选择、社会组织和笼养性行为及出生季节性

在黑白仰鼻猴（Rhinopithecus bieti）分布区北端的南仁（99o04’E, 28o34’N）, 野外工作分别于2001年4月10日 － 6月30 日（代表冬末和春季），9月14日 － 12月20日（夏秋季）进行。我们分别用粪便取样法、录像带记录和直接观察法收集了猴群生境的垂直利用、过夜处选择和社会组织数据。此外，我们于1998年8月20日到12月31日在中科院昆明动物研究所老所利用全发生取样法（All-Occurence sampling）收集了一个单雄多雌单元（One-male, multi-female unit: OMU）的性行为数据。另外，我们利用昆明动物所1994 - 2003年和昆明动物园1991 - 2003年笼养黑白仰鼻猴群的出生记录来说明出生季节和出生间隔。 黑白仰鼻猴群全年在3500 - 4300 m的林带上活动，集中利用的海拔带为3900 - 4200 m，这可能与猴群的主食（松萝）主要分布于高海拔有关。冬季, 山沟中的粪便密度高于山脊，这可能是猴群在沟中过夜的缘故。猴群喜欢在树高（27.5 ± 3.2 m）较高、胸径（57.9 ± 16.9 cm）和树冠（6.3 ± 1.4 m）大的针叶树（云冷杉）上过夜。猴群冬季喜欢在阳坡中部的针叶树上过夜，这样既安全又可以接受适量的阳光照射。这是猴群在选择最安全和最暖和过夜处的一种折衷策略。 1994年猴群OMUs大小为7.8 ± 1.7（n = 17），成年性比（M/F）是1.0: 3.8。2001年OMUs大小为10.1 ± 3.7 （n = 15），成年性比是1.0: 4.9。1994-2001年，OMUs中每个成年雌性每年的平均增长率是0.04。这种OMU-band两层社会组织与Kirkpatrick（1996）的报道一致。 雌性以匍匐地面或栖木上，同时面部和视线左右摆动，或者坐着上下移动头部的动作邀配；雄性则以伴有特别的叫声、露齿动颌表情邀配。在有射精记录的观察日中，平均每5.2次爬跨有1次射精，而单次爬跨就射精的仅占4.4％。雌性邀配了18次射精爬跨的大多数（72%），但163次非射精爬跨中她们邀配的仅为45%。雄性在射精交配中叫声多于非射精交配。该种交配模式与其它疣猴亚科动物相似，而性内交配竞争可能与这种模式的进化有关。 笼养黑白仰鼻猴群的出生日期为12 - 6月份，出生高峰期为3 - 5月份。猴群的平均出生日期为4月18日（标准差为43天），中位出生日期为4月10日。猴群的出生间隔平均为624 ± 150天（n = 15，范围：332 - 787天）。幼猴可活到1岁后的出生间隔（706 ± 71, n = 12, 498 - 787天）显著长于1岁内死亡或流产后的出生间隔（428 ± 87, n = 5, 332 - 568天）。婴猴性比（M/F）显著偏离1: 1。

GROWTH INTERRUPTION INDUCED INTERFACE MICROROUGHNESS IN SINGLE QUANTUM-WELLS

Growth interruption-induced microroughness is studied by photoluminescence (PL) of single quantum wells with different well widths and interruption times. Analysis of the peak splitting in the PL spectra shows that the adjacent peak splittings correspond to well width differences smaller than one monolayer. The number of split peaks increases with increasing well width, saturating when the well width exceeds 11 monolayers. This trend correlates well with the decrease in the lateral dimension of the exciton, which corresponds roughly to the minimum optically sampled area of the interface. For a given quantum well, a plot of the normalized integrated intensities of the split PL peaks versus the well width fluctuation is well described by a Gaussian distribution with an average fluctuation smaller than one monolayer. These results are consistent with the microroughness model.

电子束辐照下单壁碳纳米管的结构不稳定性

利用透射电镜（TEM）原位观察了一端固定一端自由和两端固定的单壁碳纳米管（SWNT（s））在电子束辐照下的结构不稳定性。研究发现,一端固定一端自由的SWNT优先轴向和径向收缩后颈缩,最后形成一个个碳笼紧密相连的收缩结构（“碳笼-碳笼”结构）;两端固定的SWNT仅径向收缩后颈缩,最后形成许多碳笼相连的类似结构。此外,后者在电子束辐照下断开后又会重新粘合起来,表现出很强的表面塑性流变或湿润效应。这些电子束辐照诱导SWNTs非热激活结构不稳定性现象可以用我们最近提出的表面纳米曲率效应和能量束超快诱导软模和点阵失稳进行全新、全面、正确的解释。

纳米硅薄膜制备及HIT太阳能电池

在较高工作气压(332.5～399Pa)下,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺制备了优质的本征纳米硅薄膜及掺磷的纳米硅薄膜,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼散射(Raman) 测试技术对其进行了测试和分析.结果表明纳米硅薄膜的XRD谱中存在(111)、(220)和(331)峰位;Raman谱中显示出其薄膜中的晶粒的大小(2～5nm)符合纳米晶的要求.将制备的纳米硅薄膜初步用于栅极/ITO/n-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/p-c-Si/Al/Ag结构的异质结(HIT)太阳能电池,开路电压(Voc)达404mV,短路电流密度(Jsc)可达到34.2mA/cm2(AM1.5,100mW/cm~2,25℃).

A Monolithic Integrated Logic Circuit of Resonant Tunneling Diodes and a HEMT

A technology for the monolithic integration of resonant tunneling diodes (RTDs) and high electron mobility transistors (HEMTs) is developed. Molecular beam epitaxy is used to grow an RTD on a HEMT structure on GaAs substrate. The RTD has a room temperature peak-to-valley ratio of 5.2:1 with a peak current density of 22.5kA/cm~2. The HEMT has a 1μm gate length with a-1V threshold voltage. A logic circuit called a monostableto-bistable transition logic element (MOBILE) circuit is developed. The experimental result confirms that the fabricated logic circuit operates successfully with frequency operations of up to 2GHz.

微波网络分析仪校准过程中校准方程的选

将线性方程组的误差理论应用于微波网络分析仪的夹具校准过程,提出了一种线性校准方程的通用选取原则,即选择系数矩阵的条件数最小的组合.用这个原则对TSD校准方法进行方程选择,并将不同方程组合的解与直测数据进行比较,结果证明根据误差理论选择的方程组合确实得到最精确稳定的解.

掺杂InGaAs/InAlAs单量子阱中电子对称态和反对称态磁输运研究

利用变温Hall测量研究了重掺杂InGaAs/InAlAs单量子阱中二维电子气,发现在量子阱中由于存在电子对称态和反对称态导致纵向电阻出现拍频现象.通过分析拍频节点位置,得到电子对称态和反对称态之间的能级间距为4meV.此外,通过迁移率谱方法和多载流子拟合过程研究了不同迁移率电子的浓度和迁移率随温度的变化关系.

空间生长GaAs材料多孔部分的俄歇能谱分析与阴极荧光形貌观察

在空间生长SI-GaAs的某些部位有汽泡产生，经俄歇分析，汽泡表面约有10nm的砷层，它从半绝缘砷化镓内部逸出，导致其成为半导体。用阴极荧光形貌观测了其多晶结构。

高温热退火时异质结薄膜CeO_2/Si界面扩散-反应的机理研究

国家自然科学基金