石灰性土壤微生物量碳、氮与土壤颗粒组成和氮矿化势的关系

以黄土高原土壤类型和土壤肥力差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,研究了土壤微生物量碳(BC)、微生物量氮(BN)与土壤氮素矿化势(N0)、全氮(TN)、有机碳(OC)及土壤颗粒组成的关系.结果表明:BC、BN与TN、OC呈极显著正相关(P<0.01),表明BC、BN与土壤肥力关系密切,可作为评价土壤质量的生物学指标.BC、BN与N0均呈高度正相关,相关系数分别为0.665和0.741(P<0.01).BC、BN、TN、OC、N0与土壤物理性粘粒(<0.01 mm)呈显著或极显著正相关,而与物理性砂粒(>0.01 mm)呈显著或极显著负相关,与物理性粘粒和砂粒比值呈显著或极显著正相关,表明土壤有机质主要通过与土壤物理性粘粒复合而形成有机无机复合体.

黄土高原不同类型旱区苜蓿草地水分生产潜力与土壤干燥化效应模拟

在模型验证和数据库组建基础上,用WinEPIC模型定量模拟研究了黄土高原半湿润区长武、半干旱区固原和半干旱偏旱区海原20～30年内苜蓿草地水分生产潜力、10m土层土壤有效含水量和土壤湿度剖面分布特征的动态变化.结果表明:长武、固原和海原苜蓿草地水分生产潜力模拟值随降水量变化而呈现波动性降低趋势,其平均值分别为8.81、3.83和2.48t.hm-2;长武、固原和海原苜蓿草地10m土层逐月土壤有效含水量模拟值均呈现明显的波动性降低趋势,模拟初期,4～8年生苜蓿草地土壤干燥化趋势十分强烈,此后,随降水量变化长期在较低水平上波动;随着苜蓿生长年限的延长,苜蓿草地土壤干层逐年加深、加厚,长武、固原和海原土壤干层分布深度达到10m所需时间依次为6、6和4年,此后苜蓿草地降水渗深以下土层长期维持较为稳定的干燥化状态;苜蓿草地水分持续利用的合理年限为半湿润区8～10年,半干旱区6～8年,半干旱偏旱区4～6年.

The effect of annealing treatment on performance of interdiffused organic photovoltaic devices

We fabricated the interdiffused organic photovoltaic devices, which composed of poly (2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1, 4-phenylenevinylene) (MEH-PPV) and buckminsterfullerene (C-60), by annealing treatment. After annealing, C60 diffused into the MEH-PPV layer, in consequence, MEH-PPV/C-60 interfacial area was increased and their interface became closer proximity. The results lead to reduce reverse-bias saturation current (J(s)), and increase the open-circuit voltage (V-OC) and the short-circuit current (J(SC)).

Effects of thermal annealing on polymer photovoltaic cells with buffer layers and in situ formation of interfacial layer for enhancing power conversion efficiency

We have investigated the effects of thermal annealing before and after cathode deposition on poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/[6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester (PCBM) blend photovoltaic cells with different cathode buffer layers. The introduction of cathode buffer layer such as lithium fluoride (LiF) and calcium oxide (CaO) in pre-annealing cells can increase the open-circuit voltage (V-oc) and the power conversion efficiency (PCE). Post thermal annealing after cathode deposition further enhanced the PCE of the cells with LiF/Al cathode.

Solution-processible multi-component cyclometalated iridium phosphors for high-efficiency orange-emitting OLEDs and their potential use as white light sources

The synthesis and photophysical studies of several multifunctional phosphorescent iridium(III) cyclometalated complexes consisting of the hole-transporting carbazole and fluorene-based 2-phenylpyridine moieties are reported. All of them are isolated as thermally and morphological stable amorphous solids. Extension of the pi-conjugation through incorporation of electron- pushing carbazole units to the fluorene fragment leads to bathochromic shifts in the emission profile, increases the highest oc- cupied molecular orbital levels and improves the charge balance in the resulting complexes because of the propensity of the carbazole unit to facilitate hole transport. These iridium-based triplet emitters give a strong orange phosphorescence light at room temperature with relatively short lifetimes in the solution phase. The photo- and electroluminescence properties of these phosphorescent carbazolylfluorene-functionalized metalated complexes have been studied in terms of the coordinating position of carbazole to the fluorene unit. Organic light-emitting diodes (OLEDs) using these complexes as the solution-processed emissive layers have been fabricated which show very high efficiencies even without the need for the typical hole-transporting layer.I These orange-emitting devices can produce a maximum current efficiency of similar to 30 cd A(-1) corresponding to an external quantum efficiency of similar to 10 % ph/el (photons per electron) and a power efficiency of similar to 14 Im W-1.

硅胶催化的选择性去除N-Boc保护基

叔丁氧羰基(Boc)作为氨基的重要保护基团在有机合成中已有广泛应用[1],其脱保护是通过三氟乙酸来实现的,这种方法具有反应时间短、产率高和适用范围广等优点,但是较强的酸性也容易导致敏感基团的分解,限制了其使用.近年来,许多温和及有选择性的试剂已见报道[2~8],但是这些方法都存在一定的缺陷,难以广泛使用.最近,我们发现在回流的甲苯中,以硅胶为催化剂,多种N-Boc保护的伯胺、仲胺、氨基酸的氨基都可以迅速脱除Boc.该方法具有条件温和、操作简便、反应时间短和产率高等优点.同时,其它常用的保护基Cbz和Fmoc等在同样的条件下不受影响.反应式见Scheme 1和Scheme 2.NR1R2OR1R2OSilica gel,tolueneRefluxNH1a—18a1b—18bNHR NHBocSilica gel,tolueneRefluxNHR NH219a—21a19b—21bS chem e 1 D epro tection ofN-B oc by silica ge lR1=alkyl,aryl;R2=H,alkyl,aryl.S chem e 2 S e lective d epro tection o...

酞菁铜衍生物LB膜/N-si光伏电池的研究

报道了采用新型酞菁铜衍生物:三特戊基苯氧基对羧基苯氧基酞菁铜(ttc～CuPc)制备LB膜ttc-CuPc/硬脂酸(C_(18))/n-Si光伏电池的结果。测量了电池的光照I—V、暗I—V和光谱响应等特性。在辐照度为100mW/cm~2AMC混合光照射下电池的I_(sc)为240μA/cm~2,V_(oc)为0.33V,观察到反常二极管整流效应并进行了讨论。

硫化亚铜电池电极材料的研究

本文对薄膜Cu_2S-CdS太阳电池的十种栅极材料(Au、Ag、Cu、Al、Zn、Ni、Ga、ln、Cd和Ti)进行了评价,采用Ni栅极材料制作的电池,最佳电性能参量为:V_(oc)=470mV,I_(sc)=24.3mA/cm~2,FF=62％,η=6.15％,它有希望作为薄膜Cu_2S-CdS太阳电池栅极,代替价格昂贵的金栅极。采用ESCA技术分析了铝栅极材料性能欠佳的原因,指出材料的表面氧化作用导致了电池串联电阻的增加。

多晶富镉Hg_(1-x)Cd_xTe的电沉积及Hg_(0.09)Cd_(0.91)Te薄膜的光电化学行为

本文研究了在酸性CdSO_4+HTeO_2~+6HgCl_2 电解液中多晶富镉Hg_(1-x),Cd_(?),Te(x>0.5)的电沉积过程,实现了三种离子在同一电位下共沉积的技术。对在钛基底上沉积出的薄膜进行XRD,SEM和EDAX分析,结果表明薄膜为闪锌矿型的多晶结构,分布均匀连续。考察了(1—x)=0.09时多晶薄膜在多硫氧化还原电对液中的光电化学行为,光强为100mW/cm~2时,短路光电流I_(sc)=1.88mA/cm~2,开路光电压V_(oc)=0.25V,填充因子F·F=0.22。由光电化学光谱所确定出的禁带宽度E_g=1.26eV,Mott-schottky曲线给出了电极的平带电位φfb为—1.26V(vs.SCE),从而得到开路光电压V_(oc)可能达到的最大值为0.49V。因此,多晶富镉Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜是一种很有潜力的光活性电极材料。

渤海沉积物中氮的赋存形态及其在循环中的作用

为揭示渤海沉积物中氮的生物地球化学循环过程，本文应用自然粒度下的分级分离浸取方法首次对渤海沉积物中氮的形态进行了研究，获得了氮形态分布的地球化学特征；将沉积物氮中可转化和非转化部分定量区别开，并对可转化态中各形态氮对其循环贡献的大小进行了评估；结合底栖生物的分布初步探计了沉积物中氮与生物生产的关系及底栖生物对氮循环的影响。得到的主要结论包括：渤海沉积物中氮的形态分布特征及其控制因素。表层沉积物中IEF-N、CF-N、IMOF-N和OSF-N占TN的比例分别为3.67%，0.31%，0.42%和26.45%，OSF-N是可转化态氮的优势形态。IEF-N 中NH_4~+和NO_3~-具有不同的成岩机制：NH_2~+主要受OC、Es和粘土矿物性质影响，NO_3~-与水体分布密切相关。CF-N含量最小，主要受沉积环境pH值的影响。IMOF-N主要由NH_4~+在Fe~（3+）上的吸附形成，受沉积物的氧化还原环境控制。OSF-N除与物质来源有关外，受到粘土矿物性质及沉积物粒度的影响。Fe、Mn和Co对IEF-N和IMOF-N的成岩作用影响明显，Cu、Pb和Mo对OSF-N的分布产生影响，二者作用的机理不同。表层样中，约69.15%的氮经过早期成岩作用而埋藏，短期内不再参与循环。氮的埋藏通量与沉积物聚积速率呈显著正相关，同时受温度、Eh、OC、盐度、硫化物含量等因素影响。沉积物中C/N和N/P均呈现异常的低值，前者主要是由于沉积物中保留了大量的无机氮，后者主要因为陆地排放大量磷入海以及磷的埋藏效率高于氮所致。柱状样中，IEF-N基本随深度减小，IMOF-N随深度有突变现象，OSF-N随深度的变化表明了矿化作用进行的程度。对沉积物中生源要素分解速率常数有：N>P>C>Si。表层沉积物中可转化态氮占总氮的比例高于深层沉积物。OC/ON随深度减小表明沉积物通过某种机制富集了有机氮。各形态氮在氮循环中作用及渤海氮循环收支。对渤海沉积物中可转化态氮的量进行了估算，IEF-N、CF-N、IMOF-N和OSF-N分别为3.657 * 10~8kg，2.794 * 10~7 kg，3.832 * 10~7kg和2.372平共处* 10~9kg；结合室内模拟的氮的界面交换通量，估算其完全释放所需的时间分别为2.15a，0.16a，0.225a和13.94a。各形态氮释放的顺序与其结合牢固程度一致，即IEF-N>CF-N >IMOF-N>OSF-N，其对界面交换的贡献大小则随时间尺度大小发生变化：随时间尺度增加，IEF-N、CF-N、IMOF-N的贡献逐渐减小，OSF-N的贡献逐渐增大，当时间尺度大到足以使四态氮完全释放时，其贡献的大小与各形态氮的量一致即OSF-N（84.6%）>IEF-N（13.0%）>IMOF-N（1.4%）>CF-N（1.0%）。非转化态氮占总氮的 69.15%，其中由于颗粒物包裹导致的“非转化态”氮为49%，说明粒度的影响非常重要。IEF-N和OSF-N主要存在于颗粒物质外层，是循环的主要参与者，CF-N和IMOF-N绝大部分在内层，对循环的贡献很小。水体中再循环的氮对初级生产力的贡献（74.4%）比沉积物中再循环氮的贡献 （26.1）大得多，二者对生态系统的作用不同，水体再生的营养盐通常在较长的时间尺度上维持初级生产力的平衡，而沉积物中的再生则在很短的时间内通过强烈的混合作用提高初级生产力。沉积物中氮与生物生产的关系及底栖生物对沉积物氮循环的影响。IEF-N和OSF-N的分布均与初级生产力以及浮游植物个体数量的分布具有一定的相似性。沉积物中的IEF-N的作用相当于一个氮营养盐的“储存库”对初级生产力产生影响，其作用机制类似于水体富营养化的正反馈机制。IEF-N能对赤潮的发生起加速作用。底栖生物的分布与氮形态分布具有正的相关性：莱洲湾内IEF-N和OSF-N的分布与该区域高生物量和高密度的大型底栖动物分布一致，说明在底栖生物活动活跃的区域营养盐的再生和流动是高效而迅速的。生物扰动能加速矿化作用的进行，使沉积物在一定深度范围内NH_4~+含量增加，大型底栖动物的灌溉作用使NO_3~-在深层仍有较高的分布。底栖生物的不同种群对营养盐变化的响应不同。

菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）对胶州湾生态环境影响的现场研究

本文对我国胶州湾养殖的主要滤食性贝类菲律宾蛤仔的生理生态学进行了系统研究，通过资料收集、现场调查、定点连续观测、现场模拟实验等综合性方法探讨了菲律宾蛤仔养殖对胶州湾生态环境的影响。主要系统调查了不同季节胶州湾自然沉积物中C、N和P的变化；研究了菲律宾蛤仔生物沉积作用的周年变化；同时还研究了不同月份菲律宾蛤仔的耗氧率，排泄率的变化。结果如下: 1、综述了滤食性贝类通过滤食、生物沉积和呼吸排泄等作用对海区环境的影响,系统评述了埋栖性贝类生物沉积的测定方法及其生态效应。国际上已有不少研究专门报道了贝类在海区现场的生物沉积作用，而在我国，关于埋栖性贝类生物沉积特征的研究较少。 2、在胶州湾红岛附近养殖海区，从2003年10月到2004年7月以及2005年8月到2005年12月对菲律宾蛤仔生物沉积进行了现场测定。大、中和小规格菲律宾蛤仔生物沉积速率范围分别为121.6～1527.4mg/ind·d，49.5～902.1mg/ind·d，14.2～653.9mg/ind·d。海底自然沉积物OM分别为3.1％和5.7±1.1％。而大、中和小规格菲律宾蛤仔生物沉积物的OM分别为6.2±1.2％、5.9±1.3％和6.1±1.4％。大、中和小菲律宾蛤仔生物沉积物TP含量分别为399±26ppm，372±16ppm，345±15ppm。大、中和小规格蛤子生物沉积物中的OP分别为80±17ppm，92±12ppm和102±10ppm，明显高于对照沉积物的OP。生物沉积物中的OP/TP要明显高于对照沉积物，前者为23～25％，而后者仅为20％。菲律宾蛤仔生物沉积速率呈明显季节性变化，其与软体干重呈异速方程关系，a值的变化范围为0.85～4.50（平均为2.32）。菲律宾蛤仔贝肉的OC和ON含量分别为40.80±7.59％和的10.26±2.19％。贝壳的OM、TP、OP、OC和ON含量分别为3.28±0.47%、109.2±16.6ppm、64±22.9ppm、12.21±0.30％和0.19±0.05％。 3、不同规格菲律宾蛤仔的代谢率呈明显季节变化。7月份，单位个体菲律宾蛤仔耗氧率最高为1.72 g/ind•h；8月份，排氨率和排磷率达到最高，分别为2.44μmol/ind•h、0.58μmol/ind•h。菲律宾蛤仔的O:N在10.7~31.9范围内，O:N和N:P具有明显的季节变化，8月份最大。 4、研究了本湾底质环境特征，测定了自然沉积物的OM、OC、ON、TP和OP的含量。胶州湾站位沉积物的有机质和C、N、P含量季节变化不大，有机质含量大约为3.5％，OC和ON含量大约为0.7％和0.06％。TP含量为285ppm左右，OP含量大约为50ppm。养殖海区沉积物有机质和C、N、P的含量明显高于非养殖海区沉积物含量，其C/N、C/OP和OP/TP一般也比非养殖海区站位高。 夏季，胶州湾菲律宾蛤仔养殖区（平均密度按600ind/m2计算）单位面积（m2）的生物沉积速率平均为176g/m2•d，对于整个海湾，将有1.2万吨的悬浮颗粒物通过贝类排粪作用沉积到海底。通过菲律宾蛤仔的呼吸作用，单位面积（m2）的耗氧量为6.67gO2/m2•d；同时从海底向水体释放大约为16.7μmolN /m2•d和3.3μmolP/m2•d的溶解态N和P；对于整个海湾，菲律宾蛤仔将耗掉水体中的467T/d氧气，同时向水体中释放16.4T/d氨氮和7.2T/d无机磷。对于半封闭的胶州湾，大规模菲律宾蛤仔的滩涂养殖其产生的生物沉积物聚集于海底可能会对海区底部的物理化学和生物环境产生很大影响；而氧的消耗、氨和无机磷的排泄，会对水层中的物理化学环境和营养盐循环产生很大影响。从而由此推测，菲律宾蛤仔高密度大规模的养殖，在整个胶州湾水层－底栖系统耦合作用中可能起着很重要的作用。

海洋沉积物中磷化氢的分布、释放与转化研究

磷化氢（PH3）是磷循环的气相载体，以气体自由态和基质结合态（MBP）两种形式存在于环境中。自然环境中磷化氢的发现是对磷生物地球化学循环的重要补充，它在磷循环中的地位和作用及产生机制开始成为人们关注的热点。目前国内外在湖泊、陆地土壤及大气中已开展了较为广泛的研究，但是关于海洋中的研究还较少。开展磷化氢在海洋沉积物中的分布特征，及其释放通量、与其它磷形态的转化、对微藻生长的影响等行为研究对弄清海洋环境中磷化氢的迁移转化机制及其在磷循环中的作用和地位具有重要的科学意义。 本论文以不同环境条件下的海洋沉积物为研究对象，采用野外实验与室内模拟相结合的方法，运用改进的柱前二次低温冷阱富集和气相色谱-氮磷检测器联用技术等分析手段，系统研究了海洋沉积物中磷化氢的分布特征、环境因子对其分布的影响、沉积物磷化氢向水体、大气中的释放、迁移、转化规律；初步了解了海洋沉积物中结合态磷化氢的分布特征及其释放通量；揭示了磷化氢对海洋环境的可能影响。主要研究结果如下： MBP广泛存在于海洋沉积物中。中国沿海表层沉积物中MBP的浓度范围为：0.89-25.86 ng/kg, dry，其分布也表现出一定的空间分布特征，在同一离岸断面上，有近岸浓度高，远岸浓度低的分布规律；在北黄海、南黄海、东海北部海域、东海南部海域和南海海域的平均浓度分别为：5.57±3.78、3.78±2.81、5.27±3.07、5.48±4.05 和 13.52±7.86 ng/kg dry，与其它海域相比，南海海域的MBP浓度要相对较高一些。长江口海域表层沉积物中MBP的浓度范围为：1.93-94.86 ng/kg, dry。其分布也表现出一定的空间和季节分布特征。上游河口沉积物中MBP的浓度要普遍高于下游河口，平均浓度分别为31.34和4.79 ng/kg, dry。靠近石洞口、竹园排污口以及黄浦江口的S3和S4站位处MBP的浓度要显著高于其它站位，季节平均浓度分别为43.01和61.54 ng/kg, dry。MBP浓度的季节差异并不显著，上游河口和下游河口MBP浓度表现出相似的季节变化特征，一般来说8月和11月要稍高于2月和5月。澳大利亚伊拉瓦拉海湾柱状沉积物中的MBP表现出一定的垂直分布特征。两个柱状沉积物样品均在中下层存在MBP的高值区，且该海湾MBP的含量要远高于中国近海及长江口海域MBP的含量，两个柱状沉积物中MBP的平均浓度分别为637.3和542.6 ng/kg, dry。 环境因子与MBP含量关系的研究结果表明：较高的TP、OP、IP、OC、TN含量均有利于高浓度MBP的产生；TP、OP、OC与MBP含量之间存在着较强的线性相关关系，是控制MBP分布的主要因素；氧化还原电位与MBP含量存在着显著的线性负相关，说明还原环境更有利于沉积物中高浓度MBP的存在；平均粒径与MBP含量存在着一定的线性负相关，说明小粒径有利于高浓度MBP的存在；水深、上升流引起的扰动等也是影响MBP分布的可能原因。并且，在本论文对中国沿海沉积物、长江口沉积物和澳大利亚海湾沉积物的研究中，均得到了MBP含量与OP存在着强烈的线性相关关系，而与IP的线性相关关系较弱或不相关的结论，说明海洋沉积物中的MBP更可能来源于微生物对有机磷成分的降解。另外，长江口海域沉积物中MBP含量与上层海水中活性磷酸盐、总磷、叶绿素a的含量也存在着一定的线性相关关系，说明沉积物中磷化氢的释放可能会对上层水环境产生影响。 静态箱法释放通量的研究结果显示，胶州湾海域沉积物存在着磷化氢的释放现象。沉积物-大气界面和水-大气界面磷化氢的释放通量分别为：27.77和17.37 ng/(m2•h)，该结果要高于Louisiana湿地、水稻田和太湖水体磷化氢的排放通量。并据此估算出胶州湾的磷化氢年排放量为75.75kg/y，高于太湖及比利时垃圾填埋场的磷化氢年排放量。不同底质沉积物释放磷化氢的顺序为：虾池沉积物>滩涂沉积物>海滩黑泥沉积物>海滩排污口旁的砂质泥；践踏能显著促进磷化氢的释放。磷化氢的释放通量与沉积物中MBP的含量有显著的线性相关关系；胶州湾养殖池、滩涂沉积物及海域水体是大气中磷化氢的重要来源，沉积物中的磷化氢可连续向上层水体或大气中释放。晴天，胶州湾近海海域空气中磷化氢的浓度范围为1.06-16.90 ng/m3，且表现出早上和傍晚高，中午时分相对较低的变化规律；空气中磷化氢的浓度与光照强度及释放源释放量的大小有关。 利用室内模拟方法，研究了磷化氢在海水中的转化过程及其对海洋微藻生长的影响，并得出了一些初步结论。日光灯照射条件下，通入海水中的磷化氢可部分转化为磷酸盐和总磷，并且转化后主要以磷酸盐的形式存在。环境条件会对该转化过程产生影响，避光条件下，磷化氢的转化率较低，日光灯照射和紫外灯照射均能促进该转化过程，特别是紫外灯照射，促进效果显著；添加氧气或三价铁离子氧化剂也能促进该转化过程。微藻生长实验结果表明，适量磷化氢气体的通入，能显著刺激并促进磷限制条件下东海原甲藻和赤潮异弯藻的生长，但这种刺激作用并不是无限制的，后期刺激生长作用会变弱或停止生长；低量磷化氢气体的通入，刺激作用不明显；高量磷化氢气体的通入，则会抑制两种海洋微藻的生长。东海原甲藻和赤潮异弯藻对通入磷化氢的响应略有差异，后者对磷化氢的反应更为灵敏； 次磷酸盐和亚磷酸盐也都能刺激两种海洋微藻的生长，但与磷化氢相比，其影响作用相对较小。 本论文的初步研究结果表明，在磷的海洋生物地球化学循环中，需要考虑磷化氢的作用，其长期、连续的释放对磷循环的贡献不可忽视，并可能是磷限制海域赤潮形成的补充机制。

Studies on the regional feature of organic carbon in sediments off the Huanghe River Estuary waters

Organic carbon (OC) in definitely small area sediments(according to marine dimension)off the Huanghe River Estuary is investigated in order to evaluate the feature of regional difference of physical and chemical properties in marginal sea sediments. The distributions of OC in sediments with natural grain size and the relationship with the pH, Eh,Es and Fe3+/Fe2+ are discussed. In addition,OC decomposition rates in surfacial/subsurfacial sediments are estimated. OC concentrations range from 0.26% to 1.8%(wt)in the study area. Significant differences in OC content and in horizontal distribution as well as various trends in surfacial/subsurfacial sediments exhibit the feature of regional difference remarkably in marginal sea sediments. The complicated distribution of OC in surface sediments is due to the influence of bacterial activity and abundance, bioturbation of benthos and physical disturbance. The OC decomposition rate constant in surfacial/subsurfacial sediments ranges from 0.0097 to 0.076 a(-1) and the relatively high values may be mainly related to bacteria that are mainly responsible for OC mineralization;meio-and macrofauna affect OC degradation both directly, through feeding on it, and indirectly through bioturbation and at the same time coarse sediments are also disadvantageous to OC preservation. In almost all the middle and bottom sediments the contents of OC decrease with the increase of deposition depth, which indicates that mineralization of OC in the middle and bottom sediments has occurred via processes like SO42- reduction and Fe-oxide reduction.