滤食性贝类养殖活动对海域生态系统的影响及生态容量评估

滤食性贝类以水体中的浮游植物和有机碎屑为主要食物，养殖海域的初级生产力水平、水动力学特性等生态环境因子的差异，不仅直接影响养殖贝类的产量，而且也与贝类养殖活动对生态环境的压力密切相关。由于养殖的种类、密度、方式及养殖海域的特性不同，关于贝类对生态环境的影响往往有不同的结果。本文以我国北方大连獐子岛扇贝底播海区和荣成桑沟湾贝类筏式养殖区为研究对象，采用现场调查、室内受控实验及生态数值模型模拟方法，分析研究了滤食性贝类对海域生态系统的影响，对这两个海域贝类养殖的生态容量进行了初步的评价。 主要结果： 1. 獐子岛海域底播贝类养殖活动对该海域生态系统的影响较小。非参数统计—符号检验的结果显示，养殖区与非养殖区之间的溶解性无机氮、磷酸盐浓度、氮磷摩尔比及浮游植物群落结构没有统计学上的差异（p>0.05）。但是从变化的趋势上来看，贝类养殖活动对水域环境的某些参数有一定程度的影响。例如，獐子岛底播贝类养殖海域的溶解性无机氮以氨氮为主，可能与贝类的代泄活动有关；不论是叶绿素浓度，还是网采浮游植物的生物量都是贝类高密度养殖区<贝类低密度养殖区<非养殖区（7月份除外），这种趋势可能与贝类的摄食压力有关。 桑沟湾各环境指标表现出明显的区域性。除春季外，非养殖区的DIN浓度高于各养殖区。在春季和冬季，贝类区的磷酸盐浓度显著降低；而硅酸盐浓度在夏季和秋季显著增大。综合分析DIN、PO4-P及SiO3-Si三个参数的四季变化，海带区、贝藻区及贝类区发生显著性变异的概率分别为25%，42%和50%，贝类区的变异较大。浮游植物、小型浮游动物的生物多样性指数都是以非养殖区为最高，贝类区的多样性指数最低。尤其是浮游动物的丰度，贝类区显著低于非养殖区。 2. 利用挪威的MOM (Modelling-Ongrowing fish farms-Monitoring)评价系统，评价了桑沟湾长期大规模的贝藻筏式养殖活动对底质环境的压力。在桑沟湾设10个取样站位，共获得66个底泥样品。比较了MOM－B评价系统的3组参数的季节变化特性。结果显示，底质条件属于1级，说明桑沟湾贝藻长期大规模的养殖活动对底质环境的压力较低。结合桑沟湾的环境及养殖特点，分析了压力较低的原因。 3. 经计算，2006年中国海水养殖的贝类和藻类使用浅海生态系统的碳可达396万吨，并通过收获从海中移出至少136.9万吨的碳。从1995年至2006年，养殖大型藻类和贝类累计移出的碳分别约为365万吨和893万吨，总计达1258万吨。证明了浅海的贝类和藻类养殖活动直接或间接地使用了大量的海洋碳，提高了浅海生态系统吸收大气CO2的能力。 4. 采用模拟现场生物沉积法测定了虾夷扇贝的滤水率、摄食率等生理指标及其与贝类个体大小、水温的关系。虾夷扇贝单位个体的滤水率与组织干重的关系符合幂函数方程CR=a×DWb，b值在0.45～0.65范围内；水温对虾夷扇贝滤水率的影响极其显著(p<0.01)，温度（T）与滤水率（CR）呈抛物线的关系：CR=-0.0009T2+0.0188T-0.0306，水温为10℃时，虾夷扇贝的滤水率、摄食较大。 5. 采用模拟现场流水法测定了3种滤食性贝类的食物选择性。紫贻贝、长牡蛎及栉孔扇贝分别对直径4m, 6m 和 8m颗粒的保留效率达到最大值；对小颗粒（直径2m）的保留效率分别为17%, 19% 和 8％。栉孔扇贝对食物数量和质量浓度的变化相对敏感，随着数量浓度的增加，栉孔扇贝倾向于摄食较大的颗粒；随着颗粒食物质量浓度的增加，倾向于摄食较小的颗粒。 6. 獐子岛海域四个航次的调查结果显示，叶绿素浓度在1.23～2.85mg.m-3范围内，均值为1.78±0.57 mg.m-3；初级生产力的变化范围为30.4～117.0 mg C. m-2.d-1，平均值为76.6±41.9 mg C. m-2.d-1。通过虾夷扇贝生物量断面调查，获得了虾夷扇贝的壳高频率分布情况，7月份的众数值出现在100 mm，10月份壳高的众数值为80 mm。利用以上测定的虾夷扇贝的滤水率等基本生物学特性，结合虾夷扇贝的年产量、海域面积和有关的水文状况等数据，计算了滤水效率、摄食压力、调节比率3个食物限制性指标参数，全年的均值分别为0.048, 0.31和 0.16，都小于1，说明目前该海域虾夷扇贝的养殖量未达到养殖容量。 7. 利用STELLA软件，建立的桑沟湾贝藻养殖的数值模型，模拟了叶绿素a浓度及氮磷营养盐的周年变化情况，及其对贝类养殖生物量变化的响应。以叶绿素a浓度为指标，初步探讨了桑沟湾贝类的生态容量。

雨生红球藻抗氧化作用及藻粉质量安全性研究

以雨生红球藻为试材，依据雨生红球藻细胞形态学的特性，利用不同的胁迫处理得到不同的细胞类型，对不同类型的细胞的抗氧化机制进行了探讨，同时对抑制剂和其它环境胁迫因子的协同作用进行了分析。最后，对雨生红球藻粉进行了卫生安全性和毒理学评价，为雨生红球藻在动物和人体中的抗氧化作用的研究提供了第一手资料。 主要研究的结果如下： （1）三种细胞的抗氧化作用的强弱顺序为：红色细胞＞褐色细胞＞绿色细胞； （2）在没有外源活性氧的情况下，红色细胞的产生的活性氧最多，其次为褐色细胞，产生活性氧最少的是绿色细胞。但当有外源活性氧侵入后，绿色细胞活性氧含量最高，膜质过氧化程度急剧升高，而红色细胞无明显变化。 （3）在雨生红球藻细胞内，有两种抗氧化机制，一种是保护酶体系，另一种是抗氧化物质虾青素。不同细胞类型细胞的抗氧化机制的表现有所不同，绿色细胞中以保护酶体系为主，红色细胞中以虾青素为主。两种抗氧化机制相比较，虾青素的抗氧化作用远远大于保护酶体系，虾青素的作用更为迅速而且有效。 （4）不同的抗氧化机制有时空顺序，首先是细胞质中虾青素起作用，只有在虾青素不存在或者含量极低的情况下（绿色细胞中），抗氧化酶才发挥作用。保护酶作用的时间也略有不同，首先是SOD行驶其功能，以清除过多的O2—，产生的H2O2及其它的•OH再由POD去清除，最后APX和CAT发挥他们的作用。在绿色细胞中，SOD是自由基的第一道防线，也是清除自由基的关键酶。 （5）虽然CAT和APX都是叶绿体中清除H2O2的酶，但研究的结果显示，在雨生红球藻绿色细胞的叶绿体中，起关键作用的是APX，而不是CAT。 （6）氧化胁迫使SOD同工酶活力的增强，而使绿色细胞中POD产生了新的同工酶谱带（迁移率Rf＝0.29）。 （7）在轻度胁迫（高光强单独存在）的条件下，DPA增强了细胞的抗氧化能力；但在重度胁迫（高光强和氮饥饿共同存在）的条件下，DPA降低了雨生红球藻细胞的抗氧化能力。 雨生红球藻藻粉的质量安全性和毒理学实验的结果显示，无论是微生物学检验还是重金属含量均符合国家食品和保健品的质量标准；急性毒性试验及30天喂养试验均没有发现小鼠和大鼠有任何中毒症状和病理学病变。据此认为雨生红球藻藻粉作为食品和保健品原料是安全的。

刺参遗传连锁图谱构建及卵母细胞成熟过程研究

第一部分 刺参遗传连锁图谱的构建 利用AFLP和微卫星标记以一个远缘地理杂交家系为作图群体，以拟测交理论为作图策略，构建了刺参Apostichopus japonicus的雌性和雄性遗传连锁图谱。利用62对AFLP引物组合，对亲本和93个个体进行了分离分析，共得到3572个标记，其中具有多态性的标记为点数为1133个，多态性比例为31.5%。平均每个引物对产生18.3个多态片段。1133个多态性位点中，294个标记在父母本中都出现并在后代中分离，839个标记在父本或母本中出现并在子代分离，其中母本443(52.8%)个分离标记，父本396(47.2%)个分离标记。卡方检验显示，556个标记符合孟德尔1:1分离。筛选微卫星标记中30个在家系中具有作图信息，其中19个可用于母本作图，19个可用于父本作图。 利用Mapmaker 3.0/EXP软件对分离标记进行连锁分析。358个分子标记用于雌性遗传连锁分析，其中包括19个微卫星标记，199个AFLP标记和11个微卫星标记定位在雌性框架图谱中。雌性框架图谱共有25个连锁群，总长度为3148.3 cM。标记之间最大间隔为37.5 cM，平均间隔为17.0 cM，连锁群的分子标记数最大为21个最小为4个。用于雄性连锁分析的分子标记共有332个，其中包含19个微卫星标记。207个标记定位于23个连锁群上，其中AFLP标记数为196个，微卫星标记数为11个。23个连锁群总长度为3059.8 cM，标记间最大间隔38.6 cM，平均间隔16.6 cM。每个连锁群的长度范围在40 cM到271.4 cM之间，标记数在18到4个之间，包括二、三连体在内的雄性连锁图谱共覆盖3227 cM。雌雄基因组的预测长度分别为4053.7 cM和3816.3 cM，因此，所构建的雌雄连锁图谱覆盖率分别为84.0%和84.5%。通过共有微卫星标记，有3个连锁群在两个图谱中对应。分子标记在两个图谱中呈均匀分布，没有成簇现象。 分子标记筛选、遗传图谱的构建为刺参分子标记辅助选择育种，经济性状QTL定位和比较基因作图打下基础，并且最终将促进中国刺参遗传改良和新品种的培育工作。 第二部分 卵母细胞成熟过程研究 对刺参卵母细胞的体外诱导成熟方法进行探索，并且通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜结合超薄切片技术及间接免疫荧光染色技术研究卵母细胞成熟的生物学过程。 分别利用在海参中有诱导作用的海星神经提取液和二硫苏糖醇(DTT)对从成熟卵巢解剖出的刺参卵母细胞进行诱导成熟试验，结果显示，刺参的卵母细胞在海水中不会发生自发成熟，海星神经提取液以及神经提取液加滤泡悬浮液对卵母细胞没有诱导成熟的作用，而二硫苏糖醇处理可以诱导卵母细胞生发泡破裂，当DTT溶液的浓度处于10-1 mol/L到10-3 mol/L之间时，对刺参卵母细胞的促熟作用较为明显，在10-2 mol/L左右时，卵母细胞的诱导成熟率可以达到90%以上。未成熟的卵母细胞处于第一次减数分裂前期，不具备受精能力。经DTT诱导后，生发泡发生移动并破裂，染色体排列到赤道板上，然后第一、二极体先后排出，诱导成熟的卵母细胞排出极体的时间与自然受精的卵子一致。在卵母细胞成熟过程中有受精膜举起的现象，说明精子入卵不是受精膜举起的必要条件。卵母细胞只有在生发泡破裂之后才具有受精能力，从生发泡破裂到第二极体排出前的整个减数分裂过程中，卵母细胞都可以受精，但是只有在第一极体排出前受精的卵母细胞才能发生卵裂。人工促熟的卵母细胞受精后，形成的胚胎似乎并不能正常发育，试验过程中最多只得到了8细胞期的胚胎，之后细胞便产生畸形并停止分裂，最终裂解消失。 利用DTT诱导刺参卵母细胞成熟，综合运用光镜、电子显微镜及激光共聚焦技术观察卵母细胞成熟过程，分析了卵母细胞表面动物极突起在卵母细胞脱滤泡中的作用，以及卵母细胞动物极突起和微管组织在生发泡移动过程中所起的作用。卵母细胞通过动物极突起连接到滤泡上，在脱滤泡作用开始时，卵母细胞动物极突起刺入并穿过滤泡膜，使得滤泡膜表面形成一个缺口，然后整个卵母细胞开始从缺口处挤出。脱滤泡的作用力来源有两种：胶膜层的水合作用以及滤泡的收缩。通过激光共聚焦显微镜观察，未成熟的卵母细胞中存在5种类型的微管，并且有两个微管组织中心锚定在卵母细胞突起下方。减数分裂重新启动时，生发泡沿微管向动物极移动，至细胞膜下时破裂。微管解聚对照实验证明驱动生发泡移动的细胞结构为微管束。生发泡破裂后，两个微管组织中心组织形成减数分裂纺锤体，然后第一极体以“收缩-排出”的独特方式排出。 本研究填补了刺参繁殖生物学研究中的缺失环节，为刺参人工繁育技术提供理论基础和指导。

皱纹盘鲍生长和抗逆相关新基因的初步研究

在刘晓研究员已构建的皱纹盘鲍全长cDNA文库及克隆随机测序的结果基础上，分析发现了皱纹盘鲍胸腺肽β（Tβ）cDNA全长，该序列全长487bp，生物信息学分析显示其含有一个135bp的开放阅读框（ORF），编码一个含44个氨基酸的蛋白质分子，另外其5'和3'非翻译区长度分别是69bp和283bp，3'端非翻译区具有AATAAA mRNA加尾信号及PolyA寡聚腺苷酸尾巴。采用荧光定量PCR的方法研究皱纹盘鲍Tβ的组织特异性发现，Tβ在各组织中均有分布，但在外套膜中高表达，推测和其组织结构中富含参与免疫分泌的颗粒有关。利用荧光定量PCR检测感染鳗弧菌后皱纹盘鲍腹足肌中Tβ在不同时间点的转录表达发现，Tβ基因表现出具有显著差异的时间依赖性，12h后Tβ基因的表达量明显升高，且在处理后24h达到最高值，然后表达量开始回落，至处理后72h，Tβ表达量基本降至初始值。推测皱纹盘鲍在受到病原菌侵染后Tβ基因表达量上调可能是由于Tβ基因参与了皱纹盘鲍的免疫反应，它可能在皱纹盘鲍的抗逆机制中发挥着重要作用。 发现了一个在皱纹盘鲍大小个体中差异表达的长1555bp含有完整3’端的新基因片断，暂命名为TH。利用荧光定量PCR检测皱纹盘鲍RwRh、J1Rh、J1Jm、RwJm 4个家系大小个体中TH基因的差异表达，发现其在大个体中的表达量显著高于小个体，推测其可能与皱纹盘鲍生长速度有某种关联。荧光定量PCR对皱纹盘鲍TH基因时空差异表达的研究发现，其在发育过程中的表达呈现出一定的规律性，即在围口壳幼虫期前始终保持较低水平的表达，当围口壳形成后表达量急剧增加，至幼鲍时达到最高值，在成鲍中也维持较高水平的表达，提示该基因可能调控壳的发育。同时，皱纹盘鲍TH基因具有组织特异性表达，在外套膜中的表达量显著高于其他组织，推测和其组织结构中富含参与壳形成的颗粒有关。另外还比较了皱纹盘鲍RwRh、J1Rh、J1Jm、RwJm 4个家系中TH基因的差异表达，结果发现在这4个家系中的相对表达呈现出一定的规律，即J1Rh＞RwRh＞RwJm＞J1Jm，可能有助于解释家系之间生物学性状上的差异。

雨生红球藻中虾青素合成相关酶基因的转录调控序列分析

虾青素是一种具有极强抗氧化活性的类胡萝卜素，具有广泛的应用价值。雨生红球藻是一种单细胞绿藻，在逆境胁迫条件下能够大量合成并迅速积累虾青素，其积累量最高可达细胞干重的4%，从而成为目前首选的天然虾青素合成工具。但是，虾青素的大量积累总是发生在不适于生物量积累的环境胁迫条件下，虾青素积累与生物量积累之间成为一对矛盾，制约着虾青素大量生产。 异戊烯焦磷酸异构酶（IPI）、β-胡萝卜素酮化酶（BKT）和β-胡萝卜素氧化酶（CRTO）是虾青素合成过程中的相关酶。已有研究结果表明，这些酶基因的表达调控至少是部分发生在转录水平上的，这就为我们从转录水平上研究虾青素生物合成关键酶基因的调控机制提供了重要线索。 本文研究结果如下： 1. 利用基因组步移的方法克隆了两条异戊烯焦磷酸异构酶基因（ipi）的5’上游侧翼序列（1.8kb和2.5kb），预示着ipi的转录由不止一个启动子调控。 2. 利用上述方法克隆了两条β-胡萝卜素氧化酶基因（crtO）5'上游侧翼序列（1kb和2kb）。以lacZ为报告基因的瞬间表达实验结果表明，长度为320bp(-682/-363)的crtO 5'上游侧翼序列具有很强的启动转录活性，提示这段序列包含了启动子的结构。 3. 利用凝胶阻滞的方法研究了雨生红球藻中bkt强启动转录活性区域，即 309bp(-617/-309)启动子区域的转录因子结合位点，并发现在-396/-338的59bp区域内存在特异的核蛋白结合位点。通过序列分析，发现此59bp区域并不包含TATA或者CAAT-box，而是存在对光、缺氧、p-香豆酸及激素反应的G-box。 4. 根据国外已经获得的ipi和crtO全长cDNA序列，利用长距离PCR法从红球藻基因组中扩增到基因组序列。发现ipi和crtO均包含6个外显子和5个内含子，内含子的剪切位点基本符合GU-AG规律。并通过似然比检验（Likelihood ratio test）的方法发现两基因在进化过程中存在着正选择现象。 这些工作为下一步继续寻找与上述特定DNA调控区域特异结合的反式作用因子（蛋白质因子）奠定了基础。

Causes and consequences of changes in nutrient structure in the Jiaozhou Bay

Concentrations and ratios of nutrients in Jiaozhou Bay, China, have changed much in the past decades, with trends indicating an increase in nitrogen and a decrease in silicate. Statistical analysis has shown that the long-term variations of nutrients are associated with agricultural activities, precipitation, and anthropogenic factors. Stoichiometric calculations indicate that the nutrient structure has become more and more unbalanced. There has been almost no possibility for nitrogen limitation since the 1980s, the probability of P limitation has increased, and the probability of Si limitation has also increased markedly from the 1980s to the 1990s. As a consequence of changes in nutrient structure, a decrease in the abundance of net phytoplankton was evident, whereas total chlorophyll a levels have remained roughly unchanged at around 3.55 mu g/L. Thus, it is likely that smaller species have taken the niche vacated by the larger species. Changes in phytoplankton size and species composition may ultimately lead to various functional and structural changes at the system level.

扎曲鹅观草——青海禾本科一新种

对青海禾本科一新种——扎曲鹅观草（Roegneria zaquensis Y.H.Wu et S.L.Lu）进行了形态描述和图解。该种与玉树鹅观草（R.yushuensisL.B.Cai）相近,但本种的叶鞘顶端两侧具叶耳,穗状花序灰绿色,长10～15 cm,基部被顶生叶鞘所包;颖稍短,第一颖长2～3 mm,第二颖长4～5 mm;外稃背部无毛,芒长15～30 mm,第一外稃长10～12 mm;花药黄色或带绿色,长2～2.5 mm,可以区别。

青藏高原矮嵩草草甸和金露梅灌丛草甸CO2通量变化与环境因子的关系

利用涡度相关技术观测了青藏高原两个典型的生态系统即矮嵩草（Kobresia humilis）草甸和金露梅（Potentilla fruticosa）灌丛草甸的CO2通量，并就2003年8月份的数据，分析了生态系统通量变化与环境因子的关系。8月份是这两个生态系统的叶面积指数达到最高也是相对稳定的时期，在此期间矮嵩草草甸和金露梅灌丛草甸净碳吸收量分别达56．2和32．6g C•m^-2，日CO2吸收量最大值分别为12．7μmol•m^-2•s^-1和9．3μmol•m^-2•s^-1，排放量最大值分别为5．1μmol•m^-2•s^-1和5．7μmol•m^-2•s^-1。在相同光合有效光量子通量密度（PPFD）条件下，矮嵩草草甸CO2吸收速度大于金露梅灌丛草甸；在PPFD高于1200μmol•m^-2•s^-1。的条件下，随气温增加，两生态系统的CO2吸收速度都下降，但矮嵩草草甸的下降速度（-0．086）比金露梅灌丛草甸（-0．016）快。土壤水分影响土壤呼吸，并且影响差异因植被类型不同而不同。生态系统日CO2吸收量随昼夜温差增加而增大；较大的昼夜温差导致较高的净CO2交换量；植物反射率与CO2通量之间存在负相关关系。

栽培川西獐牙菜中6种药用成分的测定方法和动态积累研究

采用反相高效液相色谱法对川西獐牙菜中6种药用成分不同生长期的含量进行了测定.色谱柱为Kromasil C18(250 mm×4.60 mm,5 μm),流动相为甲醇-0.02%的磷酸水溶液,检测波长260 nm.该方法具有很好的线性关系和回收率.结果显示,川西獐牙菜全草的最佳采收期为9月中旬(花果期).

小型哺乳动物亲缘关系对其种群动态的作用

主要综述小型哺乳动物亲缘关系对其种群动态的作用及其研究进展。与非亲缘个体比较，亲缘个体间的相互作用趋于亲密、巢区共享程度高，亲缘关系水平对扩散有明显的作用。亲缘关系水平的差异可改变种群增长速率及种群统计学特征，对提高雌体存活率、后代断乳成功率、后代存活率及性比具有显著的作用。亲缘关系的分子生态学研究主要集中于亲权鉴定和种群遗传结构的分析。

棕色田鼠种群繁殖特征及密度制约调节

1992年～1994年在河南灵宝市郊黄土高源农作区春夏秋逐月捕获并解剖棕色田鼠1757只（雌性961只，雄性796只），总性比为1．2073。全年都有繁殖鼠出现，但怀孕率、胎仔数、性比、繁殖指数有明显的季节变化，年间也有一定的差异。不同年龄组的性比、怀孕率、胎仔数、繁殖指数、睾丸下降率不同。种群密度对繁殖特征有明显的调节作用。高密度年份的棕色田鼠的性比、怀孕率和繁殖指数低于低密度年份。高密度区种群的繁殖强度受到抑制，雌鼠怀孕率、睾丸下降率低于低密度种群。

A stable carbon isotopic approach for understanding the CO2 flux at the Haibei Alpine Meadow Ecosystem - A simple model

Although respiration of organisms and biomass as well as fossil fuel burning industrial production are identified as the major sources, the CO2 flux is still unclear due to the lack of proper measurements. A mass-balance approach that exploits differences in the carbon isotopic signature (delta(13)C) of CO2 Sources and sinks was introduced and may provide a means of reducing uncertainties in the atmospheric budget. delta(13)C measurements of atmospheric CO2 yielded an average of - 10.3 parts per thousand relative to the Peedee Belemnite standard; soil and plants had a narrow range from -25.09 parts per thousand to -26.51 parts per thousand and averaged at -25.80 parts per thousand. Based on the fact of steady fractionation and enrichment during respiration of mitochondria, we obtained the emission Of CO2 of 35.451 mol m(-2) a(-1) and CO2 flux of 0.2149 mu mol m(-2) s(-)1. The positive CO2 flux indicated the Haibei Alpine Meadow Ecosystem a source rather than a sink. The mass-balance model can be applied for other ecosystem even global carbon cycles because it neglects the complicated process of carbon metabolism, however just focuses on stable carbon isotopic compositions in any of compartments of carbon sources and sinks. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Variation in mitochondrial DNA and phylogeny of six species of pikas (Ochotona)

Phylogenetic relationships of six species of Ochotona were investigated using mitochondrial DNA (mtDNA) restriction-site analysis. The phylogenetic tree constructed using PAUP was based on 62 phylogenetically informative sites with O. erythrotis designated as an outgroup. Two clades were evident. One contained O. curzoniae, O. huangensis, and O. thibetana. in the second, O. daurica was a sister taxon of O. cansus. The five species appear to come from different maternal lineages. The branching structure of the tree and sequence divergence confirm that huangensis and cansus are distinct species, and that mol-osa is a synonym of O. cansus rather than O. thibetana. Divergence time, estimated from genetic distances, indicates that the ancestors of the two maternal lineages diverged ca. 6.5 x 10(6) years ago. O. curzoniae diverged from O. huangensis, and O. daurica diverged from O. cansus, at about the same time (ca. 3.4 x 10(6) years ago). These data suggest a period of rapid radiation of the genus Ochotona in China, perhaps during the late Pliocene. These calculations correspond roughly to tectonic events and environmental changes in China throughout this period, and appear to be substantiated by the fossil record.

自治式移动车路标识别系统

路标识别是自治式移动车（ALV）视觉系统的一个重要组成部分，它能校正内部导航系统的定位误差，引导ALV沿正确的行驶。本文给出了一种路标识别系统结构，并对系统各模块做了较为详尽的阐述。该系统是预测驱动，基于知识的分割识别系统，在模型匹配的识别方法中引入大量的有关地图和路标的先验知识。给出ALV的近似位置，该系统首先根据地图知识预测是否有路标存在并对可能出现的路标，预测其路标模型。然后对图像进行分割处理，抽取符号特征，得到图像模型。最后将图像模型与预测的路标模型相匹配，验证预测的正确性，给出识别结果。该系统的主要特点是：1）地图和路标的先验知识都以显式的形式表示，集中存于知识库中，知识库具有良好的人机接口。2）在面向目标的特征抽取过程中，引入大量的关于路标的先验知识，对不同类型的路标，用不同的模块完成特征抽取。3）用证据累积与空间推理实现匹配，其中证据累积由启发式贝叶斯匹配器完成。即使在图像模型与路标模型有一定差异的情况下，仍能很好地完成识别任务。该系统己在VICOM彩色图像处理系统和sum-3工作站上用C语言实现。目前，能对二类路标进行成功的识别。本文给出了实验结果及分析。

激光再制造关键技术及其工艺试验研究

激光再制造技术是在20世纪80年代末期出现的激光熔覆技术基础上结合再制造技术所发展起来的一项先进制造技术，它利用高能激光束局部熔化零件表面形成熔池，同时将金属合金粉末同步送入熔池而形成与基体金属冶金结合的熔覆层，赋予零部件耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳等性能。该技术融合了激光技术、材料科学、数控加工、CAD/CAM技术、光电检测技术、机构设计技术、优化设计和系统仿真等相关领域的关键技术，是一门全新的光、机、电、计算机、自动化、材料综合交叉的制造技术。它的出现给机电设备的再制造带来了全新的理念，解决了很多传统再制造技术无法解决的难题，极大的带动和促进了再制造产业的发展，具有广阔的应用前景，产生了巨大的经济、社会和环境效益。 目前，国内外激光再制造技术的研究尚处于萌芽阶段，研究还没有形成系统化，仍然有很多关键技术需要进行深入细致的研究。本文在国家863计划、中科院知识创新基金和地方科技攻关等项目的支持下，系统地研究了激光再制造的关键技术，在建立各项关键技术知识点分析和理论研究的基础上，给出了关键技术的实施路线和解决方案，为激光再制造技术的工艺试验和工业化应用提供了理论依据和技术支持。具体的研究内容如下： （1） 进行了激光再制造系统本体研究，在系统地研究了各功能模块的基础上，提出了各功能模块选择的原则，有效的避免了搭建再制造系统时各功能模块任意选择的误区。针对国产激光器不稳定和使用寿命短等缺点，借鉴固态激光器的结构原理，设计开发了新一代模块化CO2激光器；针对国产送粉系统不稳定、送粉不均匀等缺点，设计开发了一种新型内外双水冷的同轴送粉喷嘴，经过试验测试，此喷嘴可长时间连续稳定运行，满足工业化生产的需要。基于模糊数学理论的优化设计方法，自主开发了一套三维多功能激光再制造系统，该系统结构完整、功能完善、性能可靠，可以对大型设备零部件进行激光修复和激光淬火。 （2） 进行了激光再制造熔池温度场检测系统的研究，建立了一套在线、小视场、大量程、高精度红外测温系统；通过红外滤光片的选择和设计，有效解决了传统3CCD相机比色测量的准确度差和精度低的问题；提出了一种红外热像系统位置标定的方法，为其它领域红外系统的摄像机标定提供了研究基础；进行了各加工工艺参数对熔池温度场稳定性影响的研究，从而更加了解了激光熔覆凝固成型的原理。同时，进行了熔覆层厚度检测系统的研究，建立了一套单CCD应用线结构光测量熔覆层厚度的系统，并对系统的构成、系统的标定和测量原理进行了分析和研究，从而实现了熔覆层厚度由定性测量向定量测量的跨越。 （3） 进行了工业生产中常见装备及其零部件的失效分析研究，提出了一套按照增加熔覆层性能的失效原因分类原则；进行了激光熔覆粉末种类及其特点的研究，提出了一套激光熔覆粉末的选择原则，给出了各类熔覆层应该采用的熔覆粉末的具体配比方案，从而为激光再制造技术的工业应用奠定了基础。 （4） 进行了激光再制造工艺设计研究，详细分解了激光熔覆过程中涉及到的各工艺步骤，如光束选择、送粉方式、不同基材的熔覆工艺、预处理工艺、预热处理、加工路径规划和后处理等，结合大量的工艺试验，提出了各工艺的选择原则；提出了激光比能量、送粉速度、搭接率、预热温度、预置粉末厚度和保护气流量是影响激光再制造熔覆层质量的最重要工艺参数，并结合工艺实验验证了这些工艺参数对熔覆层质量的实际影响；进行了熔覆层质量的宏观判据和微观判据研究，给出了宏观判据现象产生的原因和微观判据测量的方法，从而为激光再制造技术的工业应用铺平了道路。 （5） 在解决了上述激光再制造关键技术的基础上，进行了板坯结晶器激光再制造工艺试验研究，分析了板坯结晶器的失效原因，并根据失效分析设计和选择熔覆粉末，然后对每种熔覆粉末进行了熔覆工艺设计，采用正交试验法获得了各加工工艺的最佳工艺参数，并制备了相应的样件；然后对样件熔覆层的各种宏观现象和微观性能测试的进行了分析，包括孔隙率、浸润性、微观形貌、显微硬度、成分偏析、金相研究、抗腐蚀性和抗热疲劳性能等，从而得出了大面积板坯结晶器激光熔覆的最佳熔覆粉末、最佳工艺和工艺参数等，并进行了窄板结晶器的激光再制造。