部分端面抽运混合腔Nd∶YVO_4板条激光器实验研究

为了获得大功率高光束质量的激光输出,利用自制的5bar激光二极管阵列堆作为抽运源,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构,对部分端面抽运的混合腔Nd∶YVO4板条激光器进行了实验研究。在最高抽运功率134W时,得到了38W的连续激光输出,斜效率44%,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高光束质量的激光输出,输入-输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器仍有提升潜力,本结果有助于进一步提升该激光器的性能,实现更高功率的高光束质量激光输出。

多模光纤激光器实现高功率低阶模输出

采用光纤缠绕的方法，来抑制大模场面积（LMA）双包层光纤激光器中的高阶模振荡。将光纤缠绕至两种不同半径，实验测量了相应条件下激光器的输出功率和光束质量因子M2。缠绕半径为165mm时，输出功率为217W，M2为2.96；缠绕半径为52mm时，输出功率为160W，M2为1.38。光纤激光器相应的斜率效率分别为60％和48％。光纤缠绕半径较小时，虽然激光器输出功率减小，但其亮度是大缠绕半径时对应值的3.4倍。

Cr,Yb:YAG晶体的自调Q激光性能

用光纤耦合激光二极管抽运Cr,Yb:YAG晶体获得了1.03 μm的自调Q激光输出,输出的调Q脉冲非常稳定,抽运阈值功率为680 mW,脉冲宽度为3.3 ns,获得的平均功率为156 mW,斜率效率为18.5%。随着抽运功率的增大,重复频率成线性增长,而脉宽略有减少,单脉冲能量和峰值功率都始终呈增大趋势。光束质量因子M2为1.17。

大源湖虾类种类组成、时空分布及生物量估算

利用“蹦网”(pop-net)采样,调查了龙感湖一个湖汊—大源湖的虾类种类组成、空间分布,估算优势种类的生物量.在2002年冬季的31个采样点和2003年春季42个采样点中共采集到虾类2707尾,属于甲壳纲,十足目的2科5属.秀丽白虾(Exopalaemon modestus Heller)是大源湖虾类的优势种,占采样总数量的84.1%.根据水深分布特征和水生植被的分布格局,划分生境类型,苦草生境是各虾类分布最多的生境,冬季优势种秀丽白虾在苦草生境中的密度是8.14 ind/m2,生物量是1.59 g/m

水体富营养化对大型底栖动物群落结构及多样性的影响

在武汉东湖营养水平不同的四个湖区 ,对大型底栖动物的群落结构和物种多样性进行周年研究。大型底栖动物的物种多样性与营养水平呈相反趋势 ,富营养化导致多样性明显降低。研究还表明 ,霍甫水丝蚓的密度与水体营养水平呈正相关系 ,在超富营养水体中其密度最高 ,年平均 350 2ind ./m2 ,最高可达 1 0 52 4ind ./m2 ,这与其能忍受由于富营养导致的低氧环境有关 ;而在中营养水体中平均密度仅 2 7ind ./m2 。首次讨论了中国长足摇蚊与水体营养水平的关系 ,研究结果显示 ,中国长足摇蚊应属

陕北安塞退耕地持久土壤种子库与地上植被的对应关系

通过研究陕北安塞退耕3～31 a 的阴阳坡10 个样地的持久土壤种子库特征及其与地上植被的关系,分析持 久土壤种子库在植被恢复中的作用。结果表明:调查样地持久土壤种子库由15 个科36 个物种组成,种子密度在 1 908～12 617粒/ m2 之间,1 年生物种占80 % ,随着退耕演替的进行,种子库中1 年生物种比例呈下降趋势,多年生 物种比例呈上升趋势,地带性物种在持久种子库中的比例也随退耕时间的延长而增加,物种数和种子库密度均随 退耕演替先增大后降低;持久土壤种子库与地上植被的相似性较低,Serensen 相似性系数为0121～0142 ;通过对适 宜物种的确限度及土壤种子库大小的分析,认为该区退耕地的持久土壤种子库具有一定的植被恢复潜力。

聚丙烯酸钠对黄土坡面产流产沙的影响研究

通过野外模拟降雨试验,研究了施用SP对黄土坡面产流、产沙的影响,并对实验数据进行数学模拟,建立了SP施用量与产流、产沙强度间的关系模型。结果表明:SP施用量与产流时间、平均产流强度呈二次函数相关关系,与产沙强度呈线性负相关关系。SP用量在0~2.42 g/m2之间时,能够延缓坡面产流,用量为1.21 g/m2时延缓产流效果最明显;用量介于0~3.31 g/m2之间时,能够增加土壤入渗,减少坡面产流量,用量1.65 g/m2的增渗减流效果最佳;施用SP后,能够减少坡面输沙强度,且用量越大,减沙效果越明显。SP可影响坡面产流过程,用量1.8 g/m2时,能够减小产流初期径流强度增幅,用量为3.6 g/m2时,其产流过程线与对照极接近,而施用量增加到5.4 g/m2时,产流强度明显增大。SP对坡面产沙过程的影响表现为:随施用量增大,产沙强度峰值呈逐步减小的变化趋势。

称重式蒸渗仪系统改进及在农田蒸散研究中的应用

水分是制约黄土丘陵区农作物正常生长和农业生产的关键因子。该区年平均降水量少且季节多变,研究农田土壤水分平衡对该区旱地农业生产具有重要意义。土壤蒸渗仪(Lysimeter)可测量总蒸散量、渗漏量等有关水量平衡的各个分量,具有其它装置和方法不可比拟的优越性。它为田间蒸散和降水入渗实验研究提供了一种较先进的量测方法和技术手段。它对推动我国实验水文学的发展具有重要作用,并为相关领域的科学研究提供了一种较先进的技术设备和实验环境。中国科学院安塞试验站对原建造的用于测定农田蒸腾蒸发转化的称重式蒸渗仪在2005年对称重感应系统、电源进行改造,主要对主机、采集软件进行了重新更新,使其可直接在Windows界面下工作,数据采集更加方便,将测量出来的模拟量信号转换为数字信号,经处理显示并记录在数据采集器内。改进后蒸渗仪主要有以下特点:(1)土柱重19~26t,蒸渗仪精度为152 g(0.05 mm),可测量蒸腾蒸发量和地下水对土壤水的补给量与入渗量;(2)蒸渗仪面积3 m2(1.5 m×2 m),深度3 m,可充分允许农作物根系发育与吸水,土壤水和地下水转化,地下水位变化等过程进行,蒸渗仪的供排水系统能够在蒸渗仪内模拟实际地下水...

科尔沁沙地固定沙丘系统种子雨时空格局特征

该文研究了种子雨在科尔沁沙地西部的固定沙丘系统(包括固定沙丘、过渡带、丘间低地)的时空分布,及其与地上植被的关系。结果表明:固定沙丘系统种子雨密度达到(4 782±894)粒/m2;沿着主风向的方向(即从丘间低地到固定沙丘的方向),种子雨平均密度呈现偏正态的空间格局,而且种子雨密度与地上植物多度之间负相关,但不显著(P>0.05);种子雨密度在每年的10月底达到最大值(6 064±330)粒/m2,到翌年3、5、7月,种子雨密度逐渐递减,并在7月达到最小值(513±48)粒/m2;种子雨密度的年际变化为1.6倍。可见,固定沙丘系统种子雨密度大,季节变异大、波动性强,但是种子雨密度不是固定沙丘系统植被更新的限制因子。

宁南山区防雹网内梨园生境状态研究

2007年实地观测固原上黄村1 500 m2设防雹网梨园土壤水分、空气、湿度等微生境条件变化程度,研究分析了防雹网对宁南山区梨园生境状况的影响。结果表明:梨园使用防雹网能改善果园小气候,提高梨园1 m高度空气相对湿度,其日变化符合y=ax2-bx+c二次抛物线,晴天的曲线曲率高于阴天,梨园1 m高度温度有防雹网低于无防雹网;0~200 cm土壤剖面的水分含量有防雹网高于没有防雹网;同时,使用防雹网能够在白天降低土壤温度,夜间维持较高的土壤温度,缓解土壤温度的变化幅度,特别是表层温度变化更明显。

沈阳张士灌区常见木本植物镉积累特征

[目的]研究沈阳张士灌区几种常见木本植物对镉的积累特征。[方法]以位于沈阳市张士灌区的德胜乡苗圃为研究样地,比较分析6种木本植物对镉的吸收和累积特性以及对土壤镉的去除能力。[结果]木本植物对土壤中镉的吸收在分类学上表现出规律性差异,即杨、柳>杏、李>刺槐、侧柏。镉在木本植物组织或器官中的分布特征为:根系镉含量低于茎叶,木质部镉含量低于叶片和韧皮部;杨、柳地上部的镉富集系数高(分别为2.19和6.23),在土壤中镉的平均含量为4.56 mg/kg的情况下,每年至少可分别累积20.20和32.68mg/m2的镉,分别占土壤总镉量的1.64%和2.66%。[结论]杨树和柳树是较为理想的修复张士灌区污染土壤的植物种类。

卫星高度计资料在海洋潮汐研究中的应用

本文依据收集到的392个地面验潮站8个主要分潮（M2、S2、K1、O1、N2、K2、P1及Q1）的调和常数，对现有7个全球大洋潮汐模式的准确度进行了检验，结果显示各模式在深海区域均达到了比较高的准确度，相互之间差别也不大。经验模式GOT00和CSR4.0、同化模式NAO99、反演同化模式TPXO7.0、数值同化模式FES2002和FES2004的M2分潮均方根偏差在3 cm左右，其它分潮（S2、K1、O1、N2、K2、P1及Q1）大约在1～2 cm。本文还依据中国近海18个岛屿的调和常数对其中的5个大洋潮汐模式的准确度进行了检验，结果表明，M2分潮均方根偏差在6～14 cm，明显高于大洋部分的偏差，其中日本国家天文台的潮汐模式NAO99在中国近海的结果相对较准确。 我们利用1992年8月至2008年8月的TOPEX/POSEIDON和JASON-1(T/P-J)卫星高度计资料，对沿卫星轨道的302816个站点进行了14个分潮的潮汐调和分析，得到了全球大洋潮汐的8个主要分潮以及2个气象分潮Sa、Ssa的经验同潮图。主要结果有：（1）各分潮在卫星上升轨道与下降轨道的交叉点(约7000个)相关性分析表明：M2分潮的振幅和迟角的相关系数很高（分别为0.9965和0.9961）；S2，K1，O1和Sa分潮也有较好的相关性（相关系数为0.94～0.99）；（2）该结果与392地面个验潮站吻合较好，其中M2分潮的振幅、迟角和向量的均方根偏差分别为：1.73 cm，2.340和2.93 cm；S2，K1和O1分潮的振幅、迟角和向量的均方根偏差为1 cm左右，5.250～7.270和1.5～2.1 cm，该精度与最近几年国际上的主要大洋潮汐模式的准确度相近；（3）首次通过卫星资料获得了Sa、Ssa分潮的同潮图。周期为1年的Sa分潮与大洋105个地面站相比，振幅、迟角和向量的均方根偏差分别为1.50 cm、18.360和2.16 cm。在此基础上，进一步分析了构成Sa、Ssa气象分潮的两个主要因素（海水密度以及海面气压）在全球的分布。 在T/P-J等卫星资料无法覆盖到南大洋和北冰洋，本文利用Princeton Ocean Model（POM）进行了数值模拟，模拟结果与162个地面实测站（其中南大洋30个，北冰洋132个）的观测比较一致。基于卫星资料分析的结果和数值模拟结果合并得到了全球大洋的8个主要分潮同潮图。在此基础上通过全球潮汐能量耗散的计算得到潮能通量的分布，并得到全球M2、S2、K1和O1分潮的潮汐能量耗散率为2.431TW、0.401TW、0.336TW和0.176TW。 本文还利用卫星资料对南海潮汐进行了研究，在中国南海，获得了主要的半日潮、全日潮、四分日分潮和长周期分潮（M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1，M4, MS4，Sa, Ssa）的经验同潮图。与南海沿岸94个地面验潮站的数据符合得比较好，M2，S2，K1及O1等4个主要分潮的平均振幅差为2～4 cm，均方根偏差分别是9～11 cm.其它4个主要分潮N2，K2，P1，Q1的平均振幅差为1～2 cm，均方根偏差为2～4 cm。此外，本文还利用卫星高度计资料潮汐分析结果沿卫星轨道进行高通滤波，分离得出中国近海的M2，S2，K1及O1分潮的内潮信息。

南海对于台风伊布都响应的数值研究

台风是发生在海洋上的强烈天气系统，是海气相互作用最为直观的表现形式。台风产生的海面气旋式风应力以及强烈的混合过程，对上层海洋与深层海水之间的热量、能量和物质交换产生重大影响，因此研究海洋对于台风过程的响应特征具有重要的科学意义。 首先，采用海浪模式WWATCH-Ⅲ模拟计算了台风伊布都期间南海的波浪场。结果表明：随着台风中心向西移动，最大浪高区域也逐渐向西移动。接近台风中心的波高和波龄都较大，而远离台风中心的波高则相对较小、波浪比较年轻，并且波高的分布具有明显的右偏性。同时，对考虑了波浪作用的海面风应力进行了计算，为后续的海洋模式的计算奠定了基础。 其次，采用上述计算的海面风应力作为POM模式的驱动，研究了南海流场和温度对于台风的响应。结果表明：台风过后，海洋表面温度下降2~6oC，且在台风路径两侧不对称，具有明显的右偏性。受台风强混合作用的影响，混合层加深10~60m，上混合层热量损失约824.78W/m2，其中垂向混合是造成热量损失的主导动力因素。由于受上混合层热通量输送的影响，混合层以下附近水层处于增温状态，海水温度做近惯性波动。同时，台风还能引起强烈的近惯性流，最大流速出现在上混合层，可达1.4m/s。 最后，对论文的研究工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。

胶州湾毛颚类生态学研究

毛颚类是海洋浮游动物中的一个重要类群，它是上、中层鱼类和幼鱼的食物组分之一，又摄食大量的其他浮游动物（主要是桡足类）及鱼卵和仔稚鱼，在海洋食物链中居于重要环节。毛颚类在胶州湾生态系统中占有重要地位，因此深入研究毛颚类生态特征对胶州湾生态系统动力学研究具有重要意义。 本文根据2006年9月—2007年8月胶州湾浅水Ⅰ型浮游生物网的调查资料，分析了胶州湾毛颚类的种类组成、数量分布、摄食、生物量和生产力情况。DNA测定结果表明：目前尚存争议的四种不同形态的强壮箭虫属于同一种。本次调查共出现毛颚类3种：强壮箭虫(Sagitta crassa)、拿卡箭虫（Sagitta nagae）和百陶箭虫（Sagitta bedoti）。强壮箭虫全年出现，并且在数量上占有绝对优势，其丰度在全年出现两个峰值，最高峰出现在8月，丰度达到99.03 ind/m3，次高峰出现在3月，丰度为86.48 ind/m3，年平均丰度为45.3 ind/ m3；拿卡箭虫和百陶箭虫在秋、冬、春季出现，丰度最高值都出现在11月，分别为0.62 ind/m3和1.63 ind/m3。 胶州湾毛颚类年平均生物量为107.92 mg m–2，年平均生产力为1.47 mg C m–2d–1，占浮游动物总生产力的11.6%。毛颚类对浮游动物生物量和生产力的摄食压力在冬季达到全年最大值，分别为5.71%和83.47%，由此可见毛颚类的摄食对浮游动物群落结构、生物量和生产力等产生重要影响。不同体长组摄食分析研究表明，毛颚类主要摄食体长在0.3—1.8 mm之间的中小型浮游动物，并且在不同季节，其食物粒径范围大小存在差异。

黄海浮游动物功能群的研究

浮游动物在海洋生态系统物质循环和能量流动中起着至关重要的作用。浮游动物物种组成、生物量和次级生产力的变化会改变生态系统的结构和功能。在黄海生态系统中如何描述这个过程，并使它易于模拟是本论文的研究目的。生物量和生产力是海洋生态系统食物网的基础。谁是浮游动物生物量和次级生产力的基础？哪些种类在生态系统中起关键作用？这些问题在黄海这样的温带陆架边缘海区很难回答，原因是物种组成、生物量和生产力的季节变化显著。因此，在对黄海食物产出的关键过程进行模拟时，需要应用既准确又简便的方法来对浮游动物群落的生态过程进行模拟。在对黄海浮游动物群落结构和物理海洋学特征进行充分的分析之后，浮游动物功能群的方法被确定用来进行黄海生态系统结构和功能的模拟。 根据浮游动物的粒径、摄食习性和营养功能，黄海浮游动物被分为6个功能群：大型浮游甲壳动物功能群（Giant crustacean，GC）、大型桡足类功能群（Large copepods, LC）、小型桡足类功能群（Small copepods，SC）、毛颚类功能群（Chaetognaths）、水母类功能群（Medusae）和海樽类功能群（Salps）。GC、LC和SC是按照粒径大小而划分的功能群，他们是高营养层次的主要食物资源。毛颚类和水母类是两类胶质性的肉食性浮游动物功能群，他们与高营养层次竞争摄食饵料浮游动物；海樽类与其他浮游动物种类竞争摄食浮游植物，而本身的物质和能量却不能有效的传递到高营养层次。本文研究报道了浮游动物各功能群的时空分布、基于浮游动物动能群的黄海生态区划分、饵料浮游动物功能群的生产力、毛颚类对浮游动物的摄食压力以及中华哲水蚤（Calanus sinicus）的摄食生态学。 春季，浮游动物生物量为2.1 g m–2，GC、LC和SC对生物量的贡献率分别为19, 44 和 26%。高生物量的LC和SC功能群主要分布于山东半岛南岸的近岸海域，而GC主要分布在远岸站位。夏季，浮游动物的生物量为3.1 g m–2，GC贡献了73%。GC、LC和SC主要分布在黄海的中部海域。秋季，浮游动物生物量为1.8 g m–2，GC、LC和SC的贡献率相似，分别为36, 33和23%，高生物量的GC和LC分布在黄海中部，而SC主要分布在远岸站位。GC和LC是冬季浮游动物生物量（2.9 g m–2）的优势功能群，分别贡献率了57%和27%，高生物量的GC、LC和SC都分布在黄海的中部海域。与GC、LC和SC相比，毛颚类生物量较低，主要分布于黄海的中北部海域。水母类（本文中指小型水母类）和海樽类斑块分布明显，主要分布于黄海沿岸和北部海域。属于不同功能群的约10个种类为浮游动物的优势种，控制着浮游动物群落的动态。 春季，黄海可以被分成4个浮游动物生态区，浮游动物生物量的分布中心位于山东半岛南岸近岸海域，与第一个生态区相对应，LC和SC在分布中心起主要的控制作用；夏、秋和冬季，黄海分别被分成3、4和3个生态区，浮游动物生物量的分布中心均位于黄海的中部海域，均与各季节的第一个生态区相对应，GC和LC是分布中心生态区的优势功能群，对分布中心起主要的控制作用。黄海冷水团（YSCBW）在GC、LC和SC的空间分布模式中起着重要的作用。黄海不同季节浮游动物生态区的空间分布模式及生态区中起控制作用的优势功能群类别有着重要的生态学意义。 我们将饵料浮游动物功能群细化为0.16–0.25 mm、0.25–0.5 mm、0.5–1 mm、1–2 mm和 >2 mm5个粒径组。应用生物能量学的方法研究了不同粒径浮游动物的生产力。结果表明：浮游动物次级生产力5月份最高，为91.9 mg C m–2 d–1，其次是6月和9月，分别为75.6 mg C m–2 d–1和65.5 mg C m–2 d–1，8月、3月和12月较低，仅为42.3 mg C m–2 d–1、35.9 mg C m–2 d–1和27.9 mg C m–2 d–1。根据这些结果，黄海浮游动物年次级生产力为18.9 g C m–2 year–1。0.16–0.25 mm和 0.25–0.5 mm 两个粒径组对浮游动物次级生产力的贡献率为58–79%，即相对应的SC功能群的周转率（P/B, 0.091–0.193 d–1）要高于GC和LC。 黄海毛颚类功能群的优势种类为强壮箭虫（Sagitta crassa）、纳嘎箭虫（S. nagae）、肥胖箭虫（S. enflata）和百陶箭虫（S. bedoti）。我们对这四种箭虫的生产力和对浮游动物生物量和生产力的摄食压力进行了研究。结果表明：黄海毛颚类总的生物量为98–217 mg m–2，总的生产力为1.22–2.36 mg C m–2 d–1。黄海毛颚类的生物量占浮游动物总生物量的6.35–14.47%，而生产力仅占浮游动物总生产力的2.54–6.04%。强壮箭虫和纳嘎箭虫是黄海毛颚类功能群的绝对优势种，控制着黄海毛颚类群落的动态。黄海毛颚类总的摄食率为4.24–8.18 mg C m–2d–1，对浮游动物现存量和生产力总的摄食压力分别为为0.94%和12.56%。黄海冬季，浮游动物的现存量和生产力为0.4 g C m–2和0.026 g C m–2d–1，而毛颚类的摄食压力却达到了全年的最大值，为1.4%和20.94%。因此，毛颚类的摄食可能对冬季浮游动物群落结构造成重要的影响。通过不同体长组箭虫的摄食率可以推断，黄海毛颚类全年主要摄食小型桡足类，对SC功能群的摄食压力最大。但是在夏季黄海冷水团形成的月份，毛颚类对前体长为2 mm的LC功能群中的种类摄食压力也较大，但此时，由于优势种中华哲水蚤进入滞育阶段，因此毛颚类的摄食会对其种群数量造成严重的影响。 中华哲水蚤在春、秋季的摄食率分别为2.08–11.46和0.26–3.70 µg C female–1 day–1，与微型浮游生物的现存量呈显著的正相关。春季，在黄海的北部，中华哲水蚤通过摄食微型浮游生物吸收的碳量能够满足其代谢和繁殖需求，而在黄海的南部和秋季黄海冷水团锋区附近，中华哲水蚤必须通过摄食其他类型的食物资源来维持其代谢和生殖需求。较低的摄食率、无产卵以及种群中CV期桡足幼体占优势表明，秋季中华哲水蚤在黄海冷水团区域内处于滞育状态。中华哲水蚤优先摄食微型原生动物，并且春季中华哲水蚤总的生长效率（GGE, 3–39%）与食物中微型原生动物的比例呈显著的正相关，表明微型原生动物具有较高的营养价值。但是，因较低的产卵率（0.16–12.6 eggs female–1 day–1）而导致的中华哲水蚤较低的总生长效率（13.4%），可能就是由于其食物中的必需营养成分含量不足（或缺乏）造成的。 本文从生物量的角度，对黄海浮游动物各功能群的时空分布、生态区划分进行了研究报道，对GC、LC和SC功能群的生产力、毛颚类对浮游动物的摄食压力和中华哲水蚤的摄食生态学进行了较为深入的研究，这些结果为黄海食物产出的关键过程的模拟提供了基础资料。今后的研究重点应搞清楚黄海水母类对浮游动物次级生产力的摄食压力和海樽类在食物产出模型中产生的负效应的程度，浮游动物各功能群的组成、季节变化和空间分布模式的长期变化，尤其是在气候变化和人类活动的影响下，将是今后研究的重点。