纳帕海越冬黑颈鹤（Grus nigricollis）空间生态学研究

黑颈鹤中部越冬种群是三个越冬种群中最为濒危的一个。由于栖息地退化和 丧失等因素的影响，其分布区逐渐萎缩，在大多数分布区（大理、鹤庆、丽江、 祥云），黑颈鹤已经消失或偶见。目前稳定的越冬区仅见于香格里拉县境内的纳 帕海和碧塔海，其中90%以上的个体在纳帕海越冬。纳帕海已经成为中部种群最 重要的越冬地。 本论文主要报道了2007 年～2010 年有关种群数量、空间利用模式、栖息地 偏好以及迁徙生态等工作成果。 1） 纳帕海黑颈鹤种群呈增长态势，数量由2004 年的281 只增长到2007 年的325 只。但2007 年的幼体新增率仅为8.1%，大大低于2004 年的16.3%。 这也说明黑颈鹤繁殖的成功率在不同的年份波动比较大。 2） 黑颈鹤在纳帕海的总利用区域（100%等值线）面积为990.9ha，而核心 利用面积（50%等值线）仅为42.3ha，分别占总研究区域的28.2%和1.2%。每个 月的平均90%利用区域面积为217.5 ±40.8ha （值域= 108.0～317.4ha, N = 5 个 月） ，月平均核心利用区域为25.5 ±5.1ha （值域=10.4～38.6ha, N = 5 个月）。 涝季和旱季相比，黑颈鹤的总利用区域和核心利用区的面积没有显著差异（t-检 验，P 均>0.05）。在不同的月份黑颈鹤会利用不同的区域，任意两月的总活动面 积重叠率为39.1 ±3.8% （值域= 21.3～57.2%），而核心活动面积重叠率仅为9.9 ±3.0%（值域= 0～28.5%）。栖息地的改变对黑颈鹤的空间利用造成较大的影响， 随着明水面由南向北退却，黑颈鹤的活动区域也随之移动。 3） 黑颈鹤对各栖息地具有选择性。使用欧几里德距离法分析表明黑颈鹤偏 好浅水沼泽和湿草甸，而回避耕地和干草地。这种偏好性不随季节而改变。 4）通过卫星跟踪发现：黑颈鹤具有相似的春季和秋季迁徙路线，但花费的 时间差异较大，春季时仅需1～2 天，而秋季时则花费了1～20 天。在迁徙过程 中，黑颈鹤通过山区时，沿河流飞行，在高原面上则顺低谷迁徙，迁徙中回避海 拔较高的高山，而多沿海拔较低的山谷飞行，在翻越高山时也选择较低的山隘口 通过。 根据研究的结果，提出如下保护建议：将黑颈鹤的核心利用区划为保护区的 核心区；重点保护浅水沼泽栖息地，在越冬期应该稳定保持一定面积的沼泽；规 范旅游管理，减少游客对黑颈鹤造成的干扰；开展家猪对湿地影响的研究，确立 合适的散养数量。

INFLUENCE OF THE 90-DEGREES PARTIAL DISLOCATION CORE STRUCTURE IN SILICON ON ENERGY-LEVELS

An LCAO-scheme taking into account 10 atomic orbitals (s-, p-, and d-type) is used to calculate the electronic structure of the reconstructed 90-degrees partial dislocation in Si. Two different valence force fields producing deviating results are used for modelling the core structure. Geometrical data published by another group is also used. The aim is to explore the influence of geometry on energy levels. We find that the band structure depends sensitively on bond angles. Using data determined by the Tersoff potential we obtain two bands of which the upper one penetrates deeply into the indirect band gap while the geometry minimizing the simple Keating potential leaves the gap completely clear of dislocation states. Thus, from a theoretical point of view, the chief difficulty in calculating the electronic structure of the reconstructed 90-degrees partial is the lack of accurate structural information.

BAND-OFFSET OF GAAS-GAINP HETEROJUNCTIONS

N+ GaAs-n GaInP lattice-matched heterostructures, grown by metalorganic vapour phase epitaxy, have been studied by capacitance-voltage, current-voltage and current-temperature techniques. This allowed the determination of the conduction band offset in three different and independent ways. The value obtained (0.24-0.25 eV) has been verified by photoluminescence and photoluminescence excitation on a 90 angstrom thick GaAs well in GaInP grown under the same conditions.

ENERGY-LEVEL CALCULATIONS OF THE RECONSTRUCTED 90-DEGREES PARTIAL DISLOCATION IN SILICON

An LCAO scheme taking into account 10 atomic orbitals (s-, p-, and d-type) applied to a supercell containing 256 atoms is used to calculate the bound states of the reconstructed 90-degrees partial dislocation in Si. The results differ significantly from our earlier calculations on the unreconstructed 90-degrees partial using the same method. We find two bands separate from each other in the entire Brillouin zone and the upper band penetrates deep into the indirect band gap which is in contradiction with the general opinion that core reconstruction clears the band gap of dislocation states.

ELECTRON-STATES OF A VACANCY IN THE CORE OF THE 90-DEGREES PARTIAL DISLOCATION IN SILICON

An LCAO scheme (linear combination of atomic orbitals) taking into account ten atomic orbitals (s-, p-, and d-type) is used to calculate the electronic structure of a vacancy present in the core of the reconstructed 90 degrees partial dislocation in silicon. The levels in the band gap are extracted using Lanczos' algorithm and a continued fraction representation of the local density of states. The three-fold degenerate stale of the ideal vacancy is split into three levels with energies 0.26, 1.1, and 1.9 eV measured from the valence band edge.

Si_(0.75)Ge_(0.25)虚衬底上应变补偿Si/Si_(0.62)Ge_(0.38)量子阱发光

由于Si/SiGe异质结构的带阶差主要发生在价带,为实现高效率的发光,本文从理论上设计了在硅基Si_(1-x) Ge_x虚衬底上外延应变补偿的Si/S_(1-y) Ge_y(y>x)量子阱的能带结构,将量子阱对电子的限制势垒提高到100meV以上.在实验上,采用300℃生长的Ge量子点插入层,制备出薄的SiGe驰豫缓冲层(虚衬底),表面Ge组份达到0.25,表面粗糙度小于2nm,驰豫度接近100%.在我们制备的SiGe缓冲层上外延了应变补偿SiGe/Si多量子阱结构,并初步研究了其发光特性.

Monolithically Integrated Optoelectronic Receivers Implemented in 0. 25μm MS/RF CMOS

A monolithically integrated optoelectronic receiver is presented. A silicon-based photo-diode and receiver circuits are integrated on identical substrates in order to eliminate the parasitics induced by hybrid packaging. Implemented in the present deep sub-micron MS/RF （mixed signal, radio frequency） CMOS,this monolithically OEIC takes advantage of several new features to improve the performance of the photo-diode and eventually the whole OEIC.

Passively Mode Locked Diode-End-Pumped Nd∶YAG Laser with In0.25 Ga0.75 As as Output Coupler

A novel InGaAs(LT-In0.25 Ga0.75 As) absorber grown by metal organic chemical vapor deposition at low temperature is presented.Using it as well as an output coupler,passive mode locking,which produces pulses as short as several hundred picoseconds for diode-end-pumped Nd∶YAG laser at 1.06μm,is realized.The pulse frequency is 150MHz.

High-Power and High-Efficiency 650nm-Band AlGaInP Visible Laser Diodes Fabricated by Ion Beam Etching

High power and high-slope efficiency 650nm band real-refractive-index ridge waveguide AlGaInP laser diodes with compressive strained MQW active layer are formed by pure Ar ion beam etching process.Symmetric laser mesas with high perpendicularity,which are impossible to obtain by traditional wet etching method due to the use of a 15°-misoriented substrate,are obtained by this dry etching method.Laser diodes with 4μm wide,600μm long and 10%/90% coat are fabricated.The typical threshold current of these devices is 46mA at room temperature,and a stable fundamental-mode operation over 40mW is obtained.Very high slope efficiency of 1.4W/A at 10mW and 1.1W/A at 40mW are realized.

AlGaInP visible quantum well lasers for information technology

650 nm-range AlGaInP multi-quantum well (MQW) laser diodes grown by low pressure metal organic chemical vapor deposition (LP-MOCVD) have been studied and the results are presented in this paper. Threshold current density of broad area contact laser diodes can be as low as 350 A/cm(2). Laser diodes with buried-ridge strip waveguide structures were made, threshold currents and differential efficiencies are (22-40) mA and (0.2-0.7) mW/mA, respectively. Typical output power for the laser diodes is 5 mW, maximum output power of 15 mW has been obtained. Their operation temperature can be up to 90 degrees C under power of 5 mW. After operating under 90 degrees C and 5 mW for 72 hrs, the average increments for the threshold currents of the lasers at 25 degrees C and the operation currents at 5 mW (at 25 degrees C) are (2-3) mA and (3-5) mA, respectively. Reliability tests showed that no obvious degradation was observed after 1400 hours of CW operation under 50 degrees C and 2.5 mW.

稀疏矩阵向量乘的存储访问复杂度及自动性能优化技术应用研究

在科学计算中，稀疏矩阵向量乘（SpMV, y=Ax）是一个十分重要的，且经常被大量调用的计算内核，广泛应用在科学计算、信息检索、气象、航天、油藏模拟、天体物理、数据挖掘等科学计算和实际应用中。在实际工程应用中，重复调用稀疏矩阵向量乘内核的次数常常会达到成千上万次。但在现代基于Cache存储层次的计算平台上，稀疏矩阵向量乘的性能很低。如果能够提高稀疏矩阵向量乘的运算速度，整个工程计算的运行效率将会得到很大的改善，计算时间也会大幅度的减少。因此优化稀疏矩阵向量乘的性能成为提高工程效率的关键，在实际应用中有着十分重要的意义。 SpMV的传统算法实现形式运行效率很低，主要原因是浮点计算操作和存储访问操作比率非常低，且稀疏矩阵非零元分布的不规则性使得存储访问模式非常复杂。寄存器分块算法和启发式选择分块算法,通过自适应选择性能最佳的分块大小，然后将稀疏矩阵分成小的稠密分块，所有的非零子块顺序计算，达到重用保存在寄存器中向量x元素的目的，减少存储访问次数和时间，从而提高这一重要内核的性能。我们在Pentium IV、Alpha EV6和AMD Athlon三个平台上，分别测试了十个矩阵下的两种不同算法形式(压缩行存储算法和寄存器分块算法)的性能，平均加速比分别达到1.69、1.90和 1.48。同时也测试了不同次数调用SpMV两种算法所用的时间，发现在实际的迭代算法应用过程中，若想采用启发式-寄存器分块算法达到性能提高的目的，一般情况下，迭代次数需要达到上百次才能有加速效果。 DRAM(h)模型是基于存储层次的并行计算模型，指出算法的复杂性包括计算复杂性和存储访问复杂性，具有近乎相同时间和空间复杂性的同一算法的不同实现形式，会有不同的存储访问复杂度，导致程序实际运行性能的差异；利用DRAM(h)模型进行分析并比较不同算法实现形式的存储访问复杂度，可以判断两种算法形式的优劣，从而为选取性能更高的实现形式提供指导。但利用DRAM(h)模型分析SpMV存储访问复杂度的工作以前没有人做过，并且SpMV的计算性能和存储访问行为跟具体的稀疏矩阵有关，只有到程序运行的时候才能知道。本文中，我们提出模板法和动态统计分析法两种分析SpMV存储访问复杂度的方法。在Pentium IV和Alpha EV6平台上，用RAM(h) 模型分析和计算了稀疏矩阵向量乘两种算法实现形式（即压缩行存储算法和寄存器分块算法）的存储访问复杂度，通过分析和计算在SpMV过程中需要访问的所有数据的存储访问复杂度，可知存储访问行为对整体程序的实际性能有直接影响。我们还在Pentium IV平台上，测试了七个稀疏矩阵的SpMV性能，并统计了两种算法中L1, L2,和TLB的缺失率，实验结果与模型分析的结果一致。

UASB反应器处理维生素C生产废水研究

维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器（UASB）对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段—变性梯度凝胶电泳（DGGE）和扩增核糖体DNA限制性分析（ARDRA）技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁（Fe0）在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温（35±1℃）UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3.d条件下，其COD去除率稳定在85~90%之间，沼气产率达到4.5 m3/m3.d，沼气甲烷含量平均为72%。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000~10000mg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12~16h和10.6~14.2 kgCOD/m3.d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85%左右，沼气产率平均为5.2m3/m3.d，沼气中甲烷含量为69%。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5%和10.2%。同时，磷酸盐平均去除率为79%，比对照提高了64%，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Fe0可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Fe0可以作为产甲烷菌还原CO2生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐（0.26 mM）时，Fe0促产甲烷过程受到一定程度的抑制。 采用细菌通用引物968F/1401R和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲（28.7%）和β亚纲（17.4%），至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群（21.9%）和变形菌纲的δ亚纲（14.0%）。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria（25.9%）和变形菌纲的δ亚纲（16.4%）类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群（17.9%）、革兰氏阳性低GC菌群（16.2%）和变形菌纲的δ亚纲（15.4%）为优势菌群。 产甲烷菌的优势克隆为SRJ 230、SRJ 26和SRJ 583，前两者分别与Methanosaeta concilii和未培养的Methanobacteria-like克隆Gran7M4的同源性达到97%和98%，后者与Methanomethylovorans. sp同源性为99%。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8%和3.0%，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9%和18.8%。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。 添加Fe0的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例（31.2%）高于对照反应器（24.2%）, 革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的δ亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲（6.0%）和Green non-sulfer bacteria（9.2%）的比例均分别低于对照反应器（13.1%和17.1%）。该结果表明，添加Fe0使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。 此外，在添加Fe0的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ 341和SRJ 320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95%和96%。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。

有机酸淋洗修复重金属污染土壤的研究

本文以冶炼厂土壤和张士灌区土壤为研究目标，以污染土壤中镉、铅、锌、铜四种重金属离子为主要的修复目标，有针对性的筛选出柠檬酸和酒石酸作为淋洗剂，通过室内模拟实验，考察了两种有机酸在振荡淋洗条件下和土柱淋洗条件下对重金属污染土壤的修复效果，并通过板栗内皮吸附的方法，成功实现淋洗废液的再生和回用。 振荡淋洗条件下，柠檬酸对冶炼厂土壤中四种重金属离子的最大去除率分别为Cd89.1%、 Pb26.8%、Zn41.7%、Cu14.2%；对张士灌区土壤中四种重金属离子的最大去除率分别为52.9%Cd，32.9%Pb，40.7%Cu，13.6%Zn；酒石酸对冶炼厂土壤中四种重金属离子的去除率分别为87.9%Cd，15.7%Pb，40.6%Zn，13.9%Cu；对张士灌区土壤中四种重金属离子的最大去除率分别为53.5%Cd，43.6%Pb，41.4%Cu，21%Zn。 土柱淋洗条件下，柠檬酸淋洗能去除冶炼厂土壤中91.3%Cd，11.1%Pb，39.2%Zn，11.1%Cu；酒石酸淋洗能去除88.0%Cd，9.5%Pb，35.6%Zn，10.9%Cu。 形态分级的结果表明，在上述两种淋洗条件下，两种有机酸均能有效去除污染土壤中交换态、碳酸盐结合态部分重金属，并能显著降低氧化物结合态部分重金属，而对有机态和残余态部分重金属离子去除效果不明显。 板栗内皮两次连续吸附能去除有机酸淋洗废液中90%以上的重金属离子，实现有机酸溶液的再生。再生后的有机酸溶液对污染土壤中重金属离子的去除能力与原有机酸溶液相似。 柠檬酸和酒石酸淋洗修复重金属污染土壤具有可行性。 关键词：有机酸，淋洗，重金属，形态，再生