以下辽河平原11年长期定位试验为平台, 采用原状土柱淋溶实验, 通过比较不同用量有机肥处理土壤重金属积累情况及其淋溶特征, 探讨了雨养农业条件下有机培肥措施对土壤表层重金属（Cu, Zn, Cd和Cr）积累的影响, 阐述了重金属在土壤表层(0～20 cm)中的积累特征明确了重金属元素的淋溶特点和垂直迁移规律(0～60 cm)。 研究表明, 随着有机肥用量增加, 表层土壤中Cu, Zn, Cd和Cr的含量都随之升高, 积累速度为Cd＞Cu＞Zn＞Cr。 根据中国土壤环境质量标准(GB15618－1995), 即使施入50 t·ha-1有机肥料, 也未造成表层土壤Cr, Cu和Zn的污染, 其中Cr仍符合Ⅰ类土壤质量标准, 而Cu和Zn符合国家Ⅱ类土壤质量标准, 但对Cd而言, 此时表层土壤含量已接近国家Ⅲ类土壤质量标准阈值, 存在较大风险, 应引起足够重视。 土柱淋溶实验表明, 只有个别淋溶液Cu和Cd浓度属于国家Ⅲ类水质量标准（GB/T14848—93）, 其余均符合国家Ⅱ类及以上水质标准, 且所有淋溶液Cr的含量都符合国家Ⅰ类水质标准, 表明在下辽河平原, 即使有机肥使用量达到50 t·ha-1时, 仍未对地下水构成任何风险。 另外, 淋溶液中的重金属含量均随土层深度增加呈现下降趋势(Cr除外), 表现出重金属不易下移的特点, 但相对而言, Zn和Cr向深层土壤淋溶能力较强, Cu和Cd则更易积累在表层土壤。

以沈阳生态实验站一组长期定位试验为平台, 研究长期施用厩肥对农田土壤Cu, Zn和Cd含量及收支平衡的影响, 试验处理分别为CK(不施有机肥), M1(施10 t·ha-1有机肥)、 M2(施用量25 t·ha-1) 和M3 (施用量50 t·ha-1)。 结果表明: 长期施用厩肥会造成土壤中Cu, Zn和Cd的逐步积累, 且积累量随着施肥量的提高而增加, 三种重金属在各处理中(CK, M1, M2, M3)的年均增长率分别为2.83%, 6.56%, 7.54%, 8.96%; 0.03%, 3.44%, 4.53%, 6.64%和1.51%, 8.01%, 10.27%, 16.08%。 从试验开始6年后, M3处理土壤Cd含量已非常接近国家三级土壤质量标准的限制阈值(1 mg·kg-1, GB15618—1995); 至试验第12年, 所有施有机肥处理的土壤Cu含量均降为国家三级土壤质量标准(≤400 mg·kg-1), 因此必须给予足够的重视。 尽管土壤中重金属呈逐年积累态势, 但籽实中Cu, Zn和Cd含量均远低于国家食品污染标准(GB2762—2005; GB13106—91; GB15199—94), 表明重金属超标农田生产的农产品未必超标。 Cu, Zn和Cd在作物秸秆中的含量远大于籽实中含量, 不同处理作物重金属平均移出量表现为M3＞M2＞M1＞CK。 CK, M1, M2, M3处理Cu, Zn和Cd的年均移出量分别为35.68, 47.80, 63.65, 69.64; 249.14, 375.22, 375.16, 444.44和0.83, 1.39, 1.64, 1.66 g·ha-1。 有机肥中重金属含量也随年份而改变, 表现为Cu和Zn含量逐年增加, Cd含量呈减少态势。 M1, M2和M3处理土壤年平均残留Cu, Zn和Cd量为2 283.0, 5 763.7, 11 585.4; 2 483.3, 6 771.4, 13 849.2和4.8, 13.9, 29.5 g·ha-1, 但是由于有机肥中重金属量年际变化范围较大, 年平均残留量只能反映多年的平均趋势, 准确推断土壤中重金属残留量还要根据当年施入的有机肥的情况而定。

长期定位试验和ICP-AES测试相结合, 研究了下辽河平原土壤有效Mn和Zn浓度变化以及不同施肥制度下大豆体内Mn和Zn浓度与含量的变化。 结果表明: 下辽河平原土壤有效Zn浓度已濒临临界值, 应加强对其监测; 大豆籽实和秸秆体内Zn浓度受施肥影响变化较小; 而籽实中Mn浓度受施肥影响变化较大, 且NPK和NPKO处理显著高于O和CK处理; 养分循环再利用在增加大豆生物量的同时, Mn和Zn携出亦呈增加趋势; 土壤-作物系统中, Mn和Zn均出现收支赤字, 其赤字大小顺序为NPKO＜O＜CK＜NPK, 表明养分循环可以显著减缓这种赤字, 使生态系统更可持续。

为提高图像记录系统中 NAND flash阵列的存储带宽, 分别研究和实现了 NAND flash的片内交叉写入、片内并行写入和片内交叉并行写入控制技术, 在此基础上提出了片内交叉写入和片外 2级流水线结合的写入方法, 该方法利用两组 NAND flash片内交叉写入的命令地址和数据加载时间来填补烧写时间。最后用硬件方式在 FPGA中分别实现了上述各种写入控制方式的控制器。实验结果表明: 本文实现的片内并行写入和片内交叉并行写入是普通写入方式速度的 1.489 03倍和3.277 06倍, 而本文提出的写入控制方法的写入速度是普通写入方式的 3.960 38倍, 高于片外 4级流水线的性能情况下, 将 FPGA管脚资源占用节省 20%, 有效降低了成本和记录系统实现难度。

由于需要对大面阵航空 CCD相机带来的庞大航测图像数据进行压缩，在研究多种图像压缩算法的基础上提出了一种基于比特位平面编码的码率预分配图像压缩算法 (RPCA)。首先将图像进行多级整数小波变换，以去除图像像素之间相关冗余。根据率失真理论并结合各个子带对图像重建质量的重要性原则，编码前事先确定每个子带在总码率一定的情况下各个子带在实际编码中应当分配的码率大小，再利用自适应 MQ算术编码对每个子带比特平面进行熵编码，从而得到细致的嵌入式码流。实验仿真结果表明，该 RPCA码率分配精准，图像压缩质量与 JPEG2000标准相当，且支持无损到有损的任意倍率图像压缩，但复杂度低于 JPEG2000标准，适合于硬件的高速实现。

将长期定位试验和ICP-AES测试相结合, 研究了不同施肥制度下农田生态系统微量元素Mn和Cu的循环和收支状况。 结果表明, Mn和Cu因属沉积型循环其循环率高于80%, 且随投料量增加呈增加趋势。 两种微量元素均入不敷出, 收支差额呈现M<(或≤)NPK+M＜CK＜NPK, 说明单施化肥可引起严重的收支赤字, 而循环有机肥施入可缓解收支失衡。

通过长期定位试验和室内ICP-AES分析测试, 研究了不同施肥模式下作物体内Mn和Zn浓度与含量的变化. 结果表明： (1)NPKM和NPK处理玉米体内Mn浓度显著高于M和CK处理; 秸秆中Zn浓度CK最高, NPKM处理最低, 各处理籽实中Zn浓度无显著差异. (2)玉米收获物中Mn和Zn含量随产量增加而提高, 且与秸秆产量相关性优于籽实产量. (3)绝大部分Mn和近一半的Zn集中在秸秆中, 且均衡施肥与有机无机配施有利于改善Mn和Zn在玉米体内分配, 提高养分利用效率; 采用秸秆还田等养分循环再利用措施, 可实现农田微量元素可持续利用.