Study on Key Processes and Microbial Mechanisms of Nitrous Oxide Emissions from Cotton Fields and Grassland Ecosystems in Arid Region of Northwest China

N2O 是最重要的温室气体之一， 其约 70-80%的人为排放来自于农业土壤尤其是农田和草地土壤，主要与农业生产过程中的氮肥施用（包括化肥和有机肥）和放牧管理措施有关。新疆膜下滴灌棉田和昆仑山北坡高山草地是我国西北干旱区主要的农田和草原生态系统，然而关于这两种生态系统生长季和冻融期土壤N2O 产排特征及其关键调控因子，尤其是不同氮肥管理措施和放牧强度对 N2O排放影响及其微生物机理的研究尚不多见。 理解 N2O 产排关键过程（施肥和冻融）的微生物调控机制对减少 N2O 排放和实现绿色农业至关重要。因此，本研究以南北疆滴灌棉田和南疆昆仑山北坡高山草地为研究对象，结合田间定位试验和室内实验室分析，利用原位硅胶管和静态箱方法连续监测土壤剖面 N2O 浓度和地表排放，应用高通量测序和定量 PCR 监测 N2O 产生相关微生物丰度和群落结构，系统研究了西北干旱区膜下滴灌棉田生长季和冻融期土壤 N2O 排放特征及其微生物驱动机制。主要研究内容包括： 1）滴灌棉田土壤冻融期 N2O 排放的生物学机制； 2）施用化肥或有机肥对滴灌棉田 N2O 产排的影响及其与相关功能基因的关系； 3） 不同放牧强度对昆仑山北坡高山草地 N2O 产排特征的影响及其与环境因子包括气候、土壤和相关微生物的关系； 4）氮（N）磷（P）养分添加对草地 N2O 排放影响的微生物机制。主要研究结果总结如下：1）滴灌棉田土壤冻融期的 N2O 排放占全年排放的近 40%，主要以反硝化作用下的新产生机制为主；干旱区农田在越冬期土壤温湿度低，不利于 N2O 产生和冰冻层的形成，因此物理释放机制可忽略不计；土壤融化阶段的反硝化强度和N2O 排放主要与土壤温度和土壤孔隙含水率（WFPS）的增加有关，而与 narG、nirS、 nirK 和 nosZ 等反硝化菌的丰度变化无显著相关；棉田生育期氮肥处理对冻融期 N2O 排放影响不大，主要与长期滴灌耕作造成硝态氮在表层土壤的累积较高有关。2）与不施肥对照和尿素处理相比，施加有机肥显著增加了 narG， nirK， nirS和 nosZ-型反硝化菌的丰度，并显著影响了土壤细菌微生物的群落结构。 有机肥处理较尿素处理明显增加了反硝化酶活性，而对硝化活性无显著影响；棉田生长季 N2O 排放与反硝化酶活性、以及 narG， nirK 和 nosZ 基因丰度存在显著正相关关系。这些结果表明有机肥增加南疆滴灌棉田土壤 N2O 排放，主要是通过增加土壤有机碳，进一步增加了土壤反硝化相关功能基因的丰度，从而反硝化活性增强，促进 N2O 产排。3） 南疆昆仑山北坡高山草地生态系统的 N2O 排放量整体较低，与封牧处理相比，重度和中度放牧显著增加了 N2O 排放；不同放牧强度处理下草地土壤 N2O排放速率与相关硝化和反硝化功能基因的丰度和活性无显著相关，而更受到土壤性质包括有机碳含量和温湿度的影响。 放牧通过改变土壤 C、 N 含量， 从而改变土壤微生物群落 β 多样性。 同时发现， 不同放牧强度处理下土壤剖面 N2O 的浓度和累积量无显著差异。这些研究结果表明制定合理的放牧管理措施以减少草地N2O 排放并维持畜牧业生产的重要性。4） 与单施氮肥相比，氮磷同时添加不但提高了草地生产力，维持了土壤微生物群落的多样性，而且显著减少了 N2O 排放；氮添加增加昆仑山北坡高山草地土壤 N2O 排放，主要是通过增加土壤硝化相关功能基因的丰度，从而增加硝化活性，促进 N2O 产排； N、 P 同时添加减少 N2O 排放，可能是由于增加了草地生产力，进一步增加了其对氮的吸收，进而减少了土壤无机氮的有效性，降低硝化和反硝化强度

一种双环谐振的四路可重构光插分复用器结构

本发明公开了一种双环谐振的四路可重构光插分复用器结构，包括五根波导和四个双环模块，其中波导分为两部分，中间的一根波导是作为主路的主路波导，标以Input和Output，表示整个结构的输入和输出；另外的四根波导是作为分路的上下载波导，标以A1/D1、A2/D2、A3/D3、A4/D4，表示上下载特定波长的信号；四个双环模块是ROADM的核心结构，标以R1、R2、R3、R4，每个模块的两个环的半径相同，能够谐振特定波长的光信号，R1、R2、R3、R4对应的半径各不相同，用来分别谐振波长为λ1/λ′1、λ2/λ′2、λ3/λ′3、λ4/λ′4的光信号。利用本发明，可以实现多路光信号的插分复用，改善器件带宽性能、降低插入损耗、提高器件集成度

倒锥波导耦合器的制作方法

一种倒锥波导耦合器的制作方法，包括如下步骤:步骤1:在SOI上用电子束光刻和感应耦合等离子体刻蚀技术，将SOI的硅波导层刻蚀为一倒锥波导和微纳波导集成器件;步骤2:利用有机/无机杂化的溶胶凝胶法制备光敏性溶胶薄膜材料;步骤3:在SOI的SiO2隔离层及倒锥波导和微纳波导集成器件上旋涂溶胶薄膜;步骤4:对旋涂的溶胶薄膜进行前烘、凝胶;步骤5:在溶胶薄膜上利用掩模版进行紫外写入;步骤6:腐蚀掉紫外写入区以外的部分溶胶薄膜，形成光纤耦合波导，该光纤耦合波导和倒锥波导构成倒锥波导耦合器;步骤7:后烘，完成倒锥波导耦合器的制作

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺为(350~500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃~60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰

图们江污染对鱼类毒性影响的研究

为评价水污染对鱼类毒性影响和制订图们江渔业水质标准,于1977年8—11月和1979年6—7月在室内进行废水对鱼类急性和亚急性毒性试验,在野外进行鱼类胚胎和幼鱼的现场监测。同时,对鱼类区系分布、渔业资源和鱼体残毒分别作了调查和测定。 结果表明:上游铁矿废水破坏鱼类产卵场,减少鱼类食料生物种群;中游纸浆废水影响鱼类存活和回游;下游化工废水使鱼有异味,影响食用。 纸浆废水是主要污染源之一,对马苏大麻哈幼鱼96hr半致死浓度为5.6—11%。亚急性毒性以血液指标最为敏感,阈反应值为0.32%。引起鱼回避反应和

紫外光直写杂化溶胶-凝胶SiO_2光波导器件

利用有机/无机杂化方法制备了光敏性溶胶-凝胶(sol-gel)SiO_2材料,在硅基片上旋涂成膜.研究了薄膜折射率和厚度随紫外曝光时间、后烘温度及时间等外界工艺条件的变化关系.利用紫外光直写技术,制作出1×2,1×4多模干涉(MMI)型分束器,并且观测到了分光效果较好的近场输出图像

光敏杂化溶胶-凝胶法研制多模干涉波导分束器

采用有机/无机杂化溶胶-凝胶方法制备高质量的SiO2薄膜和光敏性薄膜材料;利用三维FD-BPM(finitedifference beam propagation method)研究了掩埋式和暴露式矩形波导结构多模干涉(MMI)型光功率分束器的主要性能,理论模拟发现,掩埋式矩形波导结构分束器的长度,宽度和厚度容差性都优于暴露式矩形波导结构的MMI型分束器,并且具有更宽的带宽特性.通过简单的紫外曝光,显影工艺制备了1×4 MMI型波导分束器,分束器在1 550 nm波长附近的插入损耗为8.1~8.8 dB,功率分束不均匀性小于1 d

硅基光波导化学传感器研究

研究了基于硅基集成光波导的马赫-曾德干涉仪(MZI)型化学传感芯片的设计、制备及相关敏感特性的模拟和分析.传感芯片采用硅基二氧化硅光波导材料,利用与传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)兼容的工艺技术制作.通过波导的单模设计以及对MZI结构的优化,获得了有效折射率分辨率达到10~(-7)量级的高灵敏度传感芯片.作为化学传感器,把MZI的其中一臂设计成传感臂.并进行适当的表面修饰,可制作出高灵敏度的干涉型光波导化学传感器.最后,对该传感器的折射率分辨率、敏感特性等进行了分析、模拟,同时,对面临的关键问题进行了分析和讨论

柽柳科植物研究及生物多样性保护

对柽柳科植物进行多学科综合研究，补充和完善了柽柳科植物系统分类学、生理生态学、群落生态学和保护生物学领域的基础资料。在系统学研究方面，澄清某些具有争议性的问题，为属的确定及种的归属提供新的依据;在生态学研究方面，通过地理分布、生态适应研究，揭示群落类型与环境的相关性;在保护生物学研究方面，利用分子标记方法探明遗传多样性现状及空间分布格局，揭示遗传分化的驱动力，并提出切实科学的保护策略。在资源开发利用方面，在对柽柳抗逆性能进行综合评价基础上，选择优良抗逆植物，利用基因工程技术筛选、克隆抗逆基因。其内容，极大地推动了荒漠植物专科专属理论研究，为整个荒漠区植物的生物多样性保护及可持续利用提供了科学的理论依据。克隆出的三个抗旱基因，对抗旱植物转基因研究，具重大学术价值。在新疆吐鲁番地区建成目前世界上较完整的柽柳科植物种质基因库，成为我国重要的柽柳研究及干旱荒漠区种苗的生产基地