生物多样性是人类赖以生存的基础。 受环境和气候变化的影响, 全球生物多样性丧失日趋严重, 研究区域生物多样性对保护濒危物种栖息地、 合理规划与利用区域资源具有重要意义。 基于2002年—2018年多光谱遥感植被产品中的NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI、 GPP数据集, 构建了累积、 最小和差值三种动态生境指数(DHI), 结合气象数据和物种分布数据, 采用多元回归分析分别研究了①基于NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI、 GPP多光谱遥感指数构建的DHIs评价生物多样性的适用性； ②累积、 最小和差值DHIs表达物种多样性的互补性； ③气候变化对我国生物多样性的影响； ④累积、 最小和差值DHIs表达物种丰富度的能力。 研究表明: ①基于同种MODIS多光谱植被指数的同一DHIs之间具有很强的相关性(相关系数0.77到0.98之间), 可相互替代； 同一植被指数的累积、 最小和差值DHIs之间有一定关联性, 但三者不可相互替代。 ②与基于NDVI、 EVI、 FPAR、 LAI产品数据构建的DHIs相比, GPP-DHIs监测我国生物多样性的能力最强, 且与物种丰富度之间存在良好的相关性(相关系数0.32到0.84之间)。 ③持续发生的气候变化会显著影响区域内的植被总生产力, 极端气候对大区域内的影响不大； 蒸散量对大尺度区域的植被总生产力影响比气温和降水的影响更显著。 ④环境变化对两栖动物物种丰富度影响最大, 其次是鸟类, 受影响最小的是哺乳动物。 ⑤我国累积DHI与最小DHI表现为自西北内陆向东南沿海地区逐渐增大的格局, 西北和华北地区, 高山、 高纬度地区, 以及西北沙漠地区最小DHI很小, 表明东南沿海区域的生态环境更适合生物生存, 恶劣的环境严重影响生物多样性； 差值DHI表现为东北、 华北较高, 华中、 华南较低的空间格局, 表明东北、 华北地区物种生存环境的变化较大, 华中、 华南地区物种的生存环境比较稳定。

中国玉文化源远流长, 治玉工艺经过各个时代的不断发展和完善, 在一定程度上能反映古代社会生产力发展水平及文化、 贸易、 技术交流等信息。 利用能量色散型X射线荧光光谱(EDXRF)、 激光拉曼光谱(LRS)、 超景深光学显微系统(OM)等分析技术, 结合硅胶覆膜微痕复制技术, 对河南省新郑西亚斯东周墓地出土的一批玉器进行科技分析。 首先利用化学成分和物相结构分析技术确定了玉器材质的矿物属性, 其次利用显微分析技术表征了玉器表面及穿孔内部和印模的加工痕迹, 特别是阴刻纹饰和穿孔微痕特征, 最后探讨了玉器样品的材料属性和加工工艺两者之间的联系。 化学成分和物相结构分析结果表明, 所分析的西亚斯东周玉器材质丰富, 主要矿物组成有滑石、 透闪石、 水晶、 云母等。 玉器表面纹饰微痕特征分析表明, 所分析玉器阴刻工艺采用了两种加工工具, 分别是砣具和手持硬质工具。 穿孔微痕分析特征表明, 钻孔包括单面钻孔和双面/多面钻孔两种方式, 钻孔工艺则有实心钻、 管钻等。 部分玉器钻孔形状和内部微痕特征表明, 尽管均采用了实心钻工艺, 但所采用的实心钻头在形状上存在差异, 同时, 也存在是否配合解玉砂进行钻孔的差异。 不同材料属性的玉器采用了不同的加工工艺。 滑石质玉器, 莫氏硬度1, 器型主要为玉片饰, 其表面阴刻纹饰主要采用手持硬质工具进行刻画, 钻孔主要采用了双面钻孔方式, 并使用了实心钻头未添加解玉砂进行加工, 钻头形状可能为圆锥状; 云母质玉器, 莫氏硬度2~3, 器型主要为玉玦片饰, 纹饰采用了砣具添加解玉砂的加工工艺, 钻孔方式为单面钻孔, 采用了管钻工艺。 透闪石型玉器, 莫氏硬度5~6, 器型主要为玉片饰, 表面纹饰采用砣具配合解玉砂砣刻, 以双面钻孔的方式为主, 钻孔工艺为实心钻头配合解玉砂工艺, 钻头形状与滑石类样品一致, 为圆锥状。 水晶质玉器, 莫氏硬度7, 均为珠饰, 表面无纹饰, 钻孔方式为双面/多面钻孔, 钻孔工艺为实心钻配合解玉砂工艺, 且钻头可能为圆柱形。 研究结果表明, 玉器表面纹饰所采用的阴刻工艺和钻孔工艺, 与玉器本身的材料属性、 器型等存在密切关系。

利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法，研究了具有周期性亚波长鱼形孔阵列微纳结构金属膜的光学透射特性，探讨了单元尺寸和孔的形状对这种结构的基于透射的光学滤波特性的影响。结果显示鱼形孔阵列金属微结构具有较高的透射效率，并且具有较高的滤波品质因子。通过分析电场分布图，揭示了这种透射的两种不同物理机制：局域波导共振模式和表面等离波子共振模式。两种共振模式在鱼形孔区域的不同位置、不同时刻以不同形式出现。

用统计分析与遥感分类技术相结合的方法, 进行了较高精度的夏玉米分类。 在验证分类结果具有可靠质量的基础上, 将分类影像二值化, 采用图像叠合法得到了黄淮海平原2000年—2010年夏玉米变化检测图像, 并按区域分析了该区域11年间夏玉米的种植变化情况。 结果表明, 2000年—2010年间, 黄淮海平原夏玉米种植面积总体明显增加, 其中南部区域种植面积逐年稳步增加, 北部、 东部和中部区域在2000年—2003年间为减少态势, 在2003年—2010年间则持续增加; 四大区域中, 北部区域变化幅度最大; 2000年—2010年间, 黄淮海平原中、 南部夏玉米种植比例不断加大, 整个区域种植比重呈南移趋势。 研究结果可为指导农业生产提供依据, 具有较高的实用价值和推广性。

设计并优化了基于金属狭缝填充非线性材料的光分束器。利用时域有限差分法，数值模拟 850 nm TM波经填充非线性光学材料 InGaAsP的亚波长银薄膜狭缝结构的光分束特性，结果表明：仅仅通过调整金属狭缝宽度、数量或排列顺序，便可调制该光分束器输出端口数量或能量分布；改变入射光强，可动态调控输出端口数量。设计的七缝对称结构具有 1×5对称光分束特性。该器件具有动态可调、结构相对简单、输出端口较多等特点，在微纳光子集成和光通信中有潜在应用价值。

运用结合双温模型的分子动力学模拟方法，研究了飞秒激光与 B2结构镍钛合金相互作用的烧蚀机制。采用中心波长为 800 nm，能量密度为 29.3 mJ/cm2，脉宽分别为 50、200、500、1 000 fs激光烧蚀 90 nm厚度的靶材，并对靶材底部运用压力传输边界条件，表明传输边界条件能够运用于该数值模拟中。靶材温度、内部压力随时间的演化以及原子位型展示了脉宽对烧蚀行为的影响。结果显示，相同能量密度下，脉宽越大辐照中心处电子峰值温度越低而辐照中心处晶格峰值温度越高，靶材热影响区域也越大。脉宽为 200、500、1 000 fs时发生烧蚀现象。