The content calculation of hexagonal phase inclusions in cubic GaN films on GaAs(001) substrates grown by metalorganic chemical vapor deposition

Cubic GaN(c-GaN) films are grown on GaAs(001) substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Two GaN samples were grown with different buffer layer, the deposition time of each was 1 and 3 min, respectively. 4-circle X-ray double crystal diffraction (XRDCD) was used to study the secondary crystallographic phases presented in the c-GaN films. The phase composition of the epilayers was determined by X-ray reciprocal space mapping. The intensities of the c-GaN(002) and h-GaN(10 (1) over bar 1) planes detected in the mapping were investigated by omega scans. The content of the hexagonal phase inclusions in the c-GaN films was calculated to about 1.6 and 7.9%, respectively. The thicker buffer layer is not preferable for growing high quality pure c-GaN films. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

大兴安岭北坡森林景观火后恢复及演替模式研究

1987年大兴安岭北坡发生的特大森林火灾，过火面积达1.33×106ha,如何在如此大面积的火烧迹地上恢复森林资源，是森林经营管理者迫切需要回答和解决的问题。本文应用空间直观景观模型(LANDIS)设计不同的管理方案，模拟火后森林景观在不同自然干扰和人类干扰下的长期演替动态，以弥补这一不足。通过对比研究这些管理方案对森林景观的长期影响，不仅可以评价目前该区所采取的经营管理方案是否合理，还可以找到更合适的管理方案，为火后森林景观的定向恢复和加速恢复过程提供实际的指导意义。此外，通过对1987年火后十几年来森林植被的野外调查研究，可以弥补LANDIS只模拟树种不模拟草本和灌木，且以10年为步长的不足，加深人类活动对火后森林植被短期变化影响的理解。本文研究主要结论如下： 1）相对于轻度灭火方案而言，目前重度灭火方案可以增加针叶林（落叶松和樟子松）在该区所占的比例，相应地降低白桦等阔叶林在该区所占的比例。而且，目前重度灭火强度可以增加针叶树种成过熟林在该区所占的比例，减少幼龄林所占的比例，可见目前重度灭火方案有利于火后森林恢复。另外，目前重度灭火方案下的累计过火面积较少，火烧频率降低，但火干扰以重度火烧为主，这可能对于森林资源造成重大的损失。 2）种植强度越高，越有利于针叶林的更新。但考虑到经济以及劳动力等因素，中等种植强度（例如，种30%）已能很好地有利于火后森林恢复。相对于聚集种植而言，在整个重度火烧区进行随机种植可以增加针叶树种在该区所占的比例，降低白桦等阔叶树种所占的比例，因此随机种植更有利于火后森林恢复。进行人工造林时尽量不要种植单一物种。相对于其他种植比例而言，目前落叶松和樟子松的种植比例（7：3）有利于针叶树种的恢复。 3）相对于完全依靠天然更新而言，目前经营管理措施可以增加针叶树种在该区所占的比例，相应地降低阔叶树种的比重。在目前经营措施下，由于火后10年内进行大规模的森林采伐，使针叶树种的成过熟林及聚集程度等有较大幅度的下降，虽然随后逐渐增加，但也需要近100-150多年的时间才能恢复。总之，目前经营管理方案与完全依靠天然更新相比，有利于火后森林恢复，但在演替的前期（100-150多年）也存在一些问题。因此，大兴安岭林区发生特大森林火灾后，应禁止大规模的森林采伐，否则会发生森林年龄结构的锐变等一些问题，不利于森林景观的稳定。如果进行大规模的森林采伐，即使进行人工造林，也要很长时间才能得以恢复。 4）在火后完全依靠天然更新，无论是草本、灌木还是乔木树种在演替前期都发生了极大的变化。火后初始，阳性草本植物迅速增加，占据火烧迹地。但目前（火烧16年后）草本物种数开始下降，而且阳性草本逐渐减少，阴性草本逐渐增加。草本盖度的变化与物种变化呈明显的正相关，随着物种数的下降，草本盖度也逐渐下降。而灌木盖度与物种数则没有明显的相关性。目前喜阳灌木物种逐渐消失，而耐荫的逐渐增多，但总的灌木物种数只有少量减少。目前该区树种以白桦等阔叶林为主。在人工促进天然更新下，目前火烧迹地上的物种数仅稍高于天然更新。而由于人促更新使物种尤其是乔木更有利于更新，火烧迹地上的植被盖度却要高于天然更新。相对于天然更新而言，在人促更新下，目前在火烧迹地形成的针阔混交林中，针叶树种所占的比例明显提高。在人工更新下，目前火烧迹地上主要以针叶树种为主，而阔叶树种则较少。

稠油污染土壤高级氧化-生物耦合修复研究

稠油中的胶质和沥青质是导致稠油污染土壤难以彻底降解的关键要素，而目前传统的生物修复方法很难满足其处理要求。针对这一难题，本文研究了高级氧化-生物耦合修复方法处理稠油污染土壤，达到了使稠油中胶质和沥青质高效去除的目的。 本文采用蛭石模拟土壤，研究稠油污染土壤的高级氧化（臭氧、芬顿）-生物耦合处理方法。分析了氧化时间、水土比、污染土壤陈化时间和污染浓度对臭氧氧化效率的影响，以及H2O2加入量和H2O2/Fe2+摩尔比对芬顿预处理效率的影响；同时优化了高级氧化与微生物混合菌之间的耦合条件；并根据稠油成分的变化，探讨了稠油降解机制。 实验结果表明，模拟稠油污染土壤的最佳臭氧-生物耦合条件为：臭氧氧化30min，生物段采用混合菌1降解14d，此时，土壤中总石油烃、饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的降解率分别为60.78%、65.59%、82.74%、26.61％；芬顿-生物耦合处理的最佳条件为：H2O2 加入量为27ml，H2O2与Fe2+的摩尔比为10：1，此时，模拟土壤中稠油总石油烃、饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的降解率分别为35.41%，9.33%，49.82%，45.19%。 高级氧化预处理不仅能够减小生物段负荷，而且能够提高胶质和沥青质的生物可利用性，微生物可将胶质和沥青质降解为饱和烃、芳烃或其他物质，降解效率取决于预处理的程度。高级氧化-生物耦合处理降解效率高于单独采用氧化预处理、生物处理效率，因而高级氧化-生物耦合修复方法是一种可行的稠油污染土壤修复方法。

长白山阔叶红松林生态系统碳密度对采伐干扰的响应研究

本研究以长白山地区原始和次生的阔叶红松林为对象，在2007和2008年共建立了8种类型10块1 ha样地。通过野外调查和取样分析，得到各样地森林生态系统的植物、枯死物和土壤碳密度值，并结合采伐样地经营历史情况（采伐时间和强度），得到长白山地区原始阔叶红松林生态系统碳密度参考值和次生阔叶红松林生态系统碳密度对采伐强度和植被恢复时间的响应特征。在此基础上，通过建立阔叶红松林乔木碳密度与生态系统碳密度的回归关系，并结合露水河林业局3个时期（1987、1995和2003年）的小班数据和原始林碳密度参考值，估算露水河林业局林业用地3个时期和潜在的碳储量。主要研究结果如下： （1）原始阔叶红松林生态系统碳密度参考值：植被、枯死物、土壤和生态系统碳密度值分别为149.18±54.57、20.93±14.33、156.39±14.99、326.50±34.52 t•ha-1。其中下木层、乔木层碳密度分别是1.55±0.74，147.63±54.39 t•ha-1；粗木质残体和枯枝落叶碳密度分别是15.64±13.66、5.29±1.72 t•ha-1；0-50 cm的各层土壤碳密度分别为62.14±6.31、46.17±10.25、27.82±6.20、12.57±4.67、7.69±2.20 t•ha-1。 （2）原始阔叶红松林生态系统碳密度对采伐干扰的响应特征为：采伐干扰均会减少生态系统碳密度；其中植被碳库对采伐干扰最为敏感且碳密度值均减少，采伐强度直接决定植被碳密度的减少程度和恢复时间；枯死物碳库对采伐干扰最不敏感且碳密度值是先增加后减少，采伐强度和植被恢复时建群树种决定枯死物碳密度的变化程度；土壤碳库对高强度采伐干扰敏感，采伐强度决定土壤碳密度是否发生变化。 （3）估算露水河林业局林业用地在1987、1995、2003年和潜在的森林生态系统碳储量分别为29.58×106 t、27.55×106 t、30.46×106 t和38.75×106 t。

石油污染土壤堆腐清洁技术研究

本项研究利用自行设计的国内首创的生物堆腐池对污染土壤中的石油降解条件进行研究，并优化其运行工艺参数。本研究采用三株真菌进行堆腐败石油污染土壤的实验。堆腐池为：长 * 宽 * 高 = 118.5 * 65.5 * 12.5 = 0.097M~3，通气、养分、水分等调控在好氧条件下进行。本实验设计了5个处理组，进行了室内小试实验和室外中试实验，探讨了污染土壤中石油的净化效果，为此技术推广应用奠定了基础。研究结果如下：1 室内模拟实验表明，P菌能有效地降解污染土壤的石油。在50天的时间，达到66.1%的降解率，比次位的土著F菌61.8%，高出近5个的百分点。说明，其可以高效降解污染土壤的石油，可以用于石油污染土壤的生物修复处理。2 通气的调控是本实验中微生物生长好坏的一个非常重要的指标。利用生物泥浆反应器进行室内堆腐实验的模拟。设计了6个处理的比较实验，反应容积为4710cm~3，在50天的实验过程中得出，通气为每立方米土，22.37m~3/min(通气10分），是最佳通气条件。3 在微生物降解污染土壤中，设计正交实验，确立了土壤生物修复的调控因子，表明，温度对实验过程的影响最大，养分次之，pH和温度作为调控因子，对实验过程的影响较小。最后确立条件：温度25 ℃,湿度20%（W/W），pH6-8，C:N:P为100:10:1。4 处理的污染土样组分，进行了GC/MS的谱图分析。表明，污染土壤中含有14，15，16，17，18烷，菲，萘等，还有烯烃和环烷烃，而且本底很高，说明本污染土壤是一个复杂的混合物。5 通过设计不同浓度，不同温度，进行了土壤中组分的挥发性实验。得出，在浓度一定时，温度高的挥发率大于温度低的；在温度一定时，低浓度挥发率高于高浓度的。而原始污染土壤中的挥发率则很低，可以忽略。6 通过室外堆腐实验中的呼吸强度，耗氧变化，油降解能力之间的实验观察，发现三者之间成正相关，调控前二者之间的变化，就可以促进油的降解，为该工艺的应用提供了技术参数。7 在二年度室外实验过程中，得出，白腐真菌P菌为一株良好的石油降解菌，在200天时间内，初始浓度为5.8%的石油污染土壤，石油降解率能达到79.1%，在其后，降解曲线上升平缓，其原因还需今后进一步研究。8 通过对温主观气体CH_4和N_2O二种温室气体的实验观测，研究了污染土壤在生物修复过程中的温室气体的排队放通量。结果表明，N_2O, CH_4通量较小，本实验堆腐过程中不是温室气体的一个源。