铝酸镧单晶体中Ce^3＋的能级结构和荧光特性

采用提拉法成功生长了纯LaAlO3和掺铈的LaAlO3单晶体，测试了它们的远红外吸收谱，紫外吸收谱，荧光谱，根据吸收光谱确定了晶体中Ce^3+的能级结构，利用这一能级结构模型较好地解释了Ce：LaAlO3晶体的荧光光谱。

晶格匹配氮化镓和氧化锌基外延薄膜衬底材料ScAlMgO4晶体生长研究

采用提拉法成功生长了氮化镓和氧化锌基外延薄膜晶格匹配的ScAlMgO4单晶衬底材料,晶体呈透明白色,尺寸为Ф30mm×59mm,表面部分沿解理面有裂纹.粉末X射线衍射（XRD）分析表明经1400℃固相反应烧结的原料基本合成了ScAlMgO4多晶相.初步的偏光显微镜观察、晶体的粉末XRD表征、透过光谱和双晶摇摆测试表明晶体具有较好的光学性质和结晶质量.研究表明晶体本身的层状结构、较大的温度梯度和热应力的不均匀性是生长过程中引起晶体开裂的几个主要原因.

内蒙古典型草原地上净初级生产力估测及模型模拟的研究

地上净初级生产力（ANPP）是陆地生态系统碳循环的重要组成部分，但由于估测ANPP的方法不同使得对ANPP的估测值存在很大的不确定性。本文采用3种方法（群落中所有种群当年最大地上生物量之和（ANPPC1）、当年群落最大地上生物量（ANPPC2）以及每年固定日期（8月30日）的地上生物量（ANPPC3））在种群、功能群和群落水平上分别对连续19年（1980～1998）的内蒙古羊草和大针茅草原生态系统功能（如ANPP、植物多样性和水分利用效率（WUE））的动态变化进行了比较分析，同时探讨了不同估测方法下气候和放牧对ANPP的影响，在此基础上利用DNDC模型进行了ANPP的模拟和敏感性分析研究，主要结果包括： 在羊草和大针茅草原群落中，不同主要植物种群或功能群多年平均地上最大生物量出现的时间不同，而同一植物种群或功能群的年地上最大生物量出现的时间存在年际间的变化。采用当年最大地上生物量和8月30日固定日期的地上生物量作为群落ANPP的这两种方法高估了建群种或禾草功能群在群落中的作用。 羊草草原群落多年平均ANPPC1、ANPPC2和 ANPPC3分别是257.5、190.1和166.0 g.m-2;相应的大针茅草原多年平均ANPPC1、ANPPC2和 ANPPC3分别是180.4、132.8和122.5 g.m-2。就群落生产力而言，后两种常用的方法二和方法三分别低估了草原群落ANPP 14.2%～40.0%和15.5～59.0%。本文研究表明尽管ANPPC1与ANPPC2和ANPPC3之间存在显著的差异，但二者之间存在极显著的相关性:羊草草原的ANPPC1= 59.587+1.061×ANPPC2（r2＝0.865, p＜0.001），ANPPC1= 92.329+1.017×ANPPC3（r2＝0.569, p＜0.001）;大针茅草原的ANPPC1= 32.918+1.114×ANPPC2（r2＝0.814, p＜0.001），ANPPC1= 76.120+0.875×ANPPC3（r2＝0.499, p＝0.001）。 种群、功能群和群落地上净初级生产力与气候因子间的关系因不同的估测方法而异。羊草草原的建群种羊草种群仅ANPPS3与8月和11月份的平均温度间存在显著相关性，而大针茅草原群落的建群种大针茅种群的ANPPS1和ANPPS2与3月份平均最高气温间呈负相关关系。在羊草草原群落，杂类草功能群ANPPF1和ANPPF2与3月份气温呈负相关关系;而灌木半灌木功能群ANPPF1和ANPPF2与3月份降水呈负相关关系。在大针茅草原群落，禾草功能群ANPPF1与5月份最高平均气温呈显著负相关关系。羊草草原群落ANPPC1和ANPPC3分别与11月份最低温度和平均温度存在显著负相关关系;大针茅草原群落ANPPC1与2和6月份月降水量间相关性显著，ANPP2与5月和11月份月平均最低温度呈显著负相关关系，而4～9月份，1和4月份平均最低温度对群落ANPPC3起决定作用。 在羊草和大针茅草原群落，由方法一得到的群落水分利用效率、Shannon植物多样性指数和均匀度指数与方法二或方法三得到的相应的指数间存在显著的差异，方法二和方法三得到的值间差异不显著。群落地上净初级生产力与相应估测方法的植物Shannon多样性指数和均匀度指数之间相关性不显著。 放牧条件下羊草或大针茅草原群落中的建群种羊草和大针茅在群落中的相对地上生物量较围栏内的相应植物种群的降低，而糙隐子草种群在群落中的比例上升。不同的放牧管理条件下，群落中植物种群地上现存量的季节动态发生变化。群落的植物组成及植物种群地上生物量在群落中总生物量的比例发生了明显的变化。利用遥感来估测地上净初级生产力时，分别低估了羊草和大针茅草原ANPP 52％和27％。 DNDC模型可以很好地模拟内蒙古典型草原生态系统的地上生物量，通过敏感性分析表明降水是草原植物生长的主要限制因子，在降水量增加或降低至日降水的30%时，模拟的地上生物量显著地高于或低于实测地上生物量值。在多年平均降水量为347mm的情况下，随着土壤粘粒含量的增加，地上生物量逐渐降低，与北美草原一致。

高山植物唐古特红景天（Rhodiola algida Var.tangutica）抗冻蛋白的研究

抗冻蛋白（AFP）或热滞蛋白（THP）最早是从极区鱼和昆虫中发现的一类特殊蛋白质，其共同特性是能阻止体液内冰核的形成和生长，降低体液的冰点，使其冰点低于熔点（热滞效应）。近几年的研究表明，AFP在某些植物、细菌、真菌中也存在。生长在极端低温环境中的高山植物体内是否也存在AFP，据我们掌握的资料，还未见这方面的报道。为此，我们选择了青海高原海拔4000米高山生长的唐古特红景天为实验材料，并在这种植物中发现了抗冻蛋白。主要实验结果概括如下： 1. 唐古特红景天叶片有很强的抗冻性，可耐受-26.5 ℃的冰冻温胁迫。在北京地区夏季（7月）驯化20天后，半致死温度（LT_(50)）升高为-15.5 ℃。叶片质外体蛋白抽提液有明显的热滞效应（0.2 ℃），在AFP中存在糖基。SDS-PAGE分析表明，质外体AFP为分子量在43-85KD范围内的五条多肽。 2. 光镜组织化学切片显示，在红景天叶片中存在蛋白质量丰富的细胞;电镜细胞化学研究揭示，在细胞壁外层及细胞间隙中分布着明显的经钌红特异染色的糖蛋白，这种糖蛋白因环境温度升高而减少。结合前述的实验结果，确认这种细胞壁外层及细胞间隙中的糖蛋白，即抗冻蛋白。 3. 以唐古特红景天叶片为外植体，在MS+BA_2+NAA_(0.2)固体培养基上可诱导出黄绿色，松脆愈伤组织。愈伤组织细胞在同样成分的液体培养基中培养获得成功。在悬浮培养液中可检测到分泌蛋白的存在。经SDS-PAGE分析表明，经低温锻炼或ABA诱导后，细胞分泌蛋白的多肽谱带数增加。与此相对应的是，细胞的抗冻能力也明显提高。PAS染色揭示，多肽中均含有糖基。 4. 通过测定热滞值，确信细胞分泌蛋白是具有抗冻活性的糖蛋白。

不同年代推出的冬小麦(Triticun aestivum L)品种农艺性状以及光合生理生态特性

本文探讨了五十年来北京地区广泛推广的17个冬小麦(Triticun aestivum L)品种在品种改良的过程中农艺性状和某些光合特性的变化趋势。从中选出形态、产量和推出年代差异最大的3个冬小麦品种：京冬8号、农大139和燕大1817，种植在相同的环境条件下，进一步研究与冬小麦产量提高有关的生理生态特性，以及它们的气体交换特性对于外界环境变化的响应。本试验于1999-2001年在北京农林科学院试验农场（39o09’N, 116o04’E）进行。结果如下： 1. 在冬小麦品种改良的过程中，小麦品种的经济产量、收获指数、千粒重提高，而生物产量、株高、单株穗数、单株籽粒产量和穗长降低。籽粒产量与株高、穗数极显著负相关，与穗粒重、收获指数、千粒重极显著正相关。株高与穗长、单株籽粒产量、穗数显著正相关，而与收获指数和千粒重极显著负相关。收获指数与穗数极显著负相关，而与千粒重极显著正相关。说明株高降低、收获指数提高和千粒重的提高对于冬小麦品种改良过程中产量的提高起重要作用。 2. 随品种推出年代的延迟，各品种苗期-拔节期的净光合速率（PN）、 气孔导度（gs）、蒸腾速率（ E）、量子产率（Fv/Fm）均呈增加的趋势，水分利用率（WUE）呈降低的趋势。在孕穗期-蜡熟期，旗叶的PN也随品种推出年代而呈增大的趋势，而在成熟期呈减小的趋势。gs在孕穗期-灌浆期增大，在蜡熟期和成熟期减小;各个时期的E均呈递增趋势;而WUE呈降低趋势。旗叶的Fv/Fm在孕穗期和开花期呈递增的趋势，而在成熟期下降。在苗期至孕穗期，PN、 E均与产量显著正相关;在拔节始期和孕穗期gs与产量显著正相关（R=0.616, 0.499, P<0.05），在苗期-拔节期、开花期和成熟期，WUE与历史产量和试验产量显著负相关（P<0.05, 或P<0.001），在苗期和拔节期Fv/Fm与产量正相关（P<0.05）。在冬小麦品种的改良过程中，其光合作用的改良不仅表现在净光合速率上，而且还表现在荧光动力学参数Fv/Fm上， 即PSII的原初光能转化效率有所提高。 3. 孕穗期至灌浆期，高产品种京冬8号旗叶的PN、gs、E、叶绿素含量和水分含量均最高，而水分利用率（WUE）较低，且具有较高的光呼吸和较低的暗呼吸，其旗叶的叶比重也较高。京冬8号（上世纪90年代推出）叶片气体交换的日变化表现为：在拔节期，全天的净光合速率均最高，而后随生育进程差异变小，通常上午较高，而在中午和下午较低。其旗叶Fv/Fm的变化趋势与净光合速率相似。燕大1817（上世纪40年代推出）的光合作用的午休现象较不明显，且在下午恢复较快，说明它可能具有一定的抗光抑制能力。孕穗至灌浆期是冬小麦籽粒形成和充实的关键时期，此时，叶片光合产物充足与否直接影响千粒重。进一步研究它们“源库”关系的结果表明，京冬8号“源库”关系协调，能够充分发挥“源“和“库”的潜力，且具有最高的收获指数、穗粒重和千粒重，而其它两个品种燕大1817和农大139都存在提高其品种产量潜力的限制因素。因此我们认为，高产品种的高产不仅因为其叶片具有较高的光合速率和较低的暗呼吸消耗，而且有较大的“库”容量和收获指数。 4. 当CO2浓度从360增加到720 µmol.mol-1时，单位叶面积的净光合速率和叶片的水分利用率 随CO2浓度升高而升高。但不同品种差异很大，京冬8号PN 和WUE最高，增加最多，分别提高了173 %和81 %;其次为农大139（上世纪70年代推出），燕大1817增加最少，分别提高了76 %和65 %。E随CO2 浓度的增加而提高;农大139和燕大1817的gs随CO2浓度的增大而减小，而京冬8号则增大。京冬8号和农大139旗叶胞间CO2浓度（Ci） 随CO2 浓度的增加而增大，而燕大1817 的Ci先增大，而后又急剧降低，且京冬8号的Ci最低，燕大1817 最高。在高CO2浓度下，京冬8号的光合速率显著高于其它两个品种，而Ci却低于其它两个品种，说明京冬8号的光合潜力高于其它两个品种。灌浆期高产品种京冬8号旗叶在田间不同自然光强下，净光合速率都是最高的（差异最大时，比燕大1817提高24.8 %）。因此，冬小麦光合作用的潜力，也在一定程度上得到改良。

现代黄河三角洲湿地景观变化及其对水禽生境的影响

本文研究的开展主要源于国家海洋局海洋公益性行业科研专项经费项目“渤海典型区域的海洋多过程数据整合研究”课题支撑。在湿地日益退化丧失的全球背景下，本文选择沉积年代较轻、生态环境比较脆弱，且当前人类活动不断加剧的现代黄河三角洲为研究区，采用1999、2001、2004和2008年的Landsat5 TM遥感影像，选择丹顶鹤和黑嘴鸥为指示物种，结合野外实地调查和历史数据资料的整理和分析，以及黄河三角洲自然保护区对鸟类的监测记录结果，开展现代黄河三角洲湿地景观变化及其对水禽生境的影响研究。 论文的主要研究结果如下： 1、建立了服务于黄河三角洲湿地水禽生境保护的湿地景观分类体系 在系统分析研究区域湿地水禽生活习性和生态分布特征的基础上，从鸟类生境选择的概念出发，建立了服务于黄河三角洲湿地水禽生境保护的湿地景观分类体系。该分类体系一共分为4级，其中，第三级分类系统下天然湿地的划分是从鸟类选择的“大生境”角度出发，即根据区域地表类型，进一步将海洋/海岸湿地和内陆三角洲湿地划分成浅海水域、潮间淤泥滩、潮沟、河口水域、潮间盐沼、河流湿地和沼泽湿地7类。而第四级分类系统下天然湿地的划分则是从鸟类选择的“小生境”（即对水、食物、隐蔽物、干扰等的需求）角度出发，并按照水文和典型植被类型，进一步将天然湿地的三级类型划分为碱蓬沼泽、芦苇沼泽、柽柳灌丛沼泽等33类。 2、系统研究了现代黄河三角洲湿地景观格局的动态变化和影响因素 根据景观生态学理论，选取用于分析的景观格局指数，并从湿地景观类型的组成特征变化、面积变化、形状特征变化、空间配置特征变化四个方面分析在黄河断流前到其恢复正常行水至今的时间里三角洲湿地景观格局的动态变化，研究结果表明：在1999~2008年的9年间，天然湿地构成了现代黄河三角洲景观的主体，约占研究区域景观总面积的65%~75%，决定了该地区湿地的主要结构和功能。但随着人类对土地资源利用方式的不断改变和强度的提高，天然湿地景观呈萎缩退化趋势，9年内共减少338.44 km2，约占研究区景观总面积的8.90%。与此同时，盐田、养殖池塘等人工湿地和耕地等非湿地面积不断扩张，人工湿地面积增加量约为242.08km2，约占研究区景观总面积的6.37%，非湿地面积增加量约为96.36 km2，约占研究区景观总面积的2.53%。从一些重要的景观指数的计算结果来看，研究区域整体景观斑块数量呈增加趋势，平均斑块大小随之减小，景观边界密度大小、聚集度指数也呈下降趋势，表明从1999到2008年研究区域整体景观被边界分割的程度加深，整体景观中的斑块在空间分布上隔离程度加重，开始由大片连续分布向小块离散分布转变，景观的破碎化程度加重。 湿地景观格局变化的驱动机制分析表明，影响研究区湿地景观变化的主要因素包括三个方面，即：黄河水沙条件的驱动力、湿地自身演替驱动力和人为驱动力。在1999~2008年的9年间，黄河虽然恢复正常行水，不再断流，但入海泥沙量的明显减少使得除现行河口处沙嘴继续向海缓慢延伸外，黄河三角洲总体上处于侵蚀状态。湿地自身的演替主要体现在湿地由裸露淤泥质滩涂向发育典型湿地植物群落的顺向演替，以及发育有典型湿地植物群落的湿地向裸露淤泥质滩涂逆向演替两个方面。在1999~2008年间9年里，湿地顺向发育演替面积约130.64 km2，而逆向发育演替面积约为99.51 km2。人类活动一直以来都是影响黄河三角洲湿地景观变化不可忽视的营造力。大规模的滩涂围垦和养殖、农业用地的不断开垦和扩张，以及密集的油田开发活动不仅缩减了原本生长着芦苇茅草等植物的天然湿地资源，而且加重了三角洲湿地景观的破碎程度。 3、在整个研究区域尺度上深刻分析了丹顶鹤和黑嘴鸥潜在生境的适宜性 根据黄河三角洲自然保护区关于鸟类的监测记录资料，在深入分析湿地水禽生活习性和分布特征的基础上，选择丹顶鹤和黑嘴鸥为指示物种，从鸟类生境选择自身的特征出发，确定地表类型、水、食物、隐蔽物和干扰为影响两种鸟类类群进行生境选择的因素，并构建生境适宜性评价模型，在整个研究区域尺度上对两种鸟类类群的潜在生境进行适宜性评价和动态变化分析。研究结果表明，在不考虑居民地、油田作业用地和道路等干扰因子对生境产生的破碎化效应影响时，适宜丹顶鹤和黑嘴鸥生存的生境类型在1999~2008年间占研究区整体景观总面积的比重均在30%以上，其中天然湿地约占适宜生境类型面积的95%，可利用的人工湿地比重极小，但呈缓慢增加趋势，且由于可利用的天然湿地生境类型的逐年减少使得适宜两种鸟类类群的生境类型总面积总体上呈萎缩趋势。在考虑居民地、油田作业用地和道路等干扰因子对生境产生的破碎化效应影响时，适宜丹顶鹤和黑嘴鸥生存的生境类型在1999~2008年间占研究区域整体景观总面积的百分比由之前接近40%下降到20%以下，面积减少量均在600 km2以上。 4、系统分析了研究区湿地景观变化对水禽生境的影响 从研究区湿地景观基质的面积变化、形状和空间邻接关系变化、破碎化等三个方面分析了研究区湿地景观变化对丹顶鹤和黑嘴鸥两种鸟类类群生境的影响，结果表明，湿地景观基质中天然湿地的变化与丹顶鹤、黑嘴鸥适宜生境的大小和空间分布密切相关。在1999~2008年间，随着天然湿地面积的减少，适宜以上两种鸟类类群的生境面积也随之减少，两者呈正相关关系；在1999~2008年间，研究区天然湿地和人工湿地景观基质整体的形状指数均在1.0附近，表明湿地景观基质整体上的边缘效应较小，但建设用地、农林用地等非湿地景观与丹顶鹤和黑嘴鸥适宜生境类型中的主导类型——潮间淤泥滩、潮间盐沼和沼泽湿地等三种景观类型的频繁邻接，对于保护两种鸟类类群十分不利，应积极采取相应的措施加强保护力度；在1999~2008年间，研究区景观整体，以及湿地景观基质结构的破碎化，导致鸟类可利用的天然湿地和人工湿地景观内部斑块之间的连接程度下降，从而使得丹顶鹤、黑嘴