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摘要:设计间接热冲压工艺，利用有限元法对零件的几何尺寸和力学性能进行了预测。在间接热冲压过程的情况下，生产性能与适应车身部件，冷却路径造成扩散和扩散控制的相变。通过人脸的相变引起的体积膨胀为面心立方（FCC）为体心立方（BCC）和体心四方（BCT）马氏体的形成导致相变诱导株的整体应力热冲压的车身部件的计算是很重要的。计算的应力和应变状态正确，它是必要的模型的扩散和扩散控制的相变现象，考虑到间接热冲压过程的边界条件。现有的材料模型进行分析和扩展以提高计算铁氧体、珍珠岩的数量和分布，其预测的准确性，整个退火过程中贝氏体和马氏体。工业用新方法在有限元程序LS-DYNA 971实现
关键词： 核钢
稳压器 压水反应堆 反应堆压力容器 结构完整性 焊接韧性
SA508钢通常用于民用核反应堆的关键部件，如反应堆压力容器。核部件通常采用电弧焊接工艺，但与设计为未来的新建设项目超过60年的生活，新的焊接技术正在寻求。在这种探索性的研究，为第一时间，自体激光焊接6毫米厚的进行SA508 Cl.3钢板使用16千瓦激光系统在4千瓦的功率运行。这个
显微组织和力学性能（包括显微硬度、抗拉强度、延伸率等夏比冲击韧性）的特点和结构进行了比较电弧焊接。基于移动体热的三维瞬态模型源模型也发展到模拟激光焊接热循环，以估计冷却速率的过程。初步结果表明，激光焊接工艺可以无宏观缺陷的焊缝，激光焊接的强度和韧性在这项研究中的联合，得到的值，在焊接的母材条件。
反应堆压力容器的寿命和安全运行（RPV），这是核电站中最关键的部件之一。取决于高温压力容器材料的耐久性，高压力和放射性环境。具有较高强度，韧性和抗辐照脆化的材料的需要是上升的，由于增加的发电容量和核电厂的设计寿命[ 1 ]，[ 2 ]，[ 3 ]，[ 4 ]，[ 5 ]，[ 7 ]，[ 8 ]和[ 6 ]。SA508钢已经用于许多RPV?的压水反应堆制造因为他们提供的结合强度，延展性好，断裂韧性，相对于机械性能的均匀性，和他们的经济[ 9 ]、[ 10 ]、[ 11 ]和[ 12 ]。无人机是采用焊接厚环形锻件或SA508钢板在一起。这些通常是采用电弧焊接实现，其次是为焊后热处理以恢复在热影响区（HAZ）韧性。而电弧焊接技术以及建立这些组件，在高功率激光器的可用性增加，能够以较高的焊接速度，减少焊接变形中厚截面钢，提供激励考虑激光焊接焊接部件制造SA508钢提供任何优势.传统的焊接方法制造的核压力容器用钨极氩弧焊（GTAW）和埋弧焊（SAW）[ 13 ]、[ 14 ]和[ 15 ]。在版本óN et al.?的[ 14 ]研究评估应力释放在HAZ裂纹敏感性，多次看到来为每一个通过1.8 kJ /毫米的热输入焊接140毫米厚的SA508 2级钢。基姆等。[ 16 ]报道常规看到3 kJ /毫米每通过一个热输入SA 508级3钢的焊接。Murty等人。[ 13 ]发现，多通过SA533B钢埋弧焊接，焊缝金属的热影响区宽度，分别为26和12毫米，分别。locsdon [ 17 ]焊接64毫米厚的钢板SA533组环境2使用多道窄间隙钨极氩弧焊用10毫米宽的槽和1.6 kJ /毫米每通过一个热输入。可以看出，这些传统的焊接技术相比，激光焊接一般采用较高的热输入，这会增加热影响区宽度和焊后导致更大的扭曲和较高的残余应力。这将是复合的，如果更多的焊接通道和添加更多的填充材料是必需的，由于就业的更广泛的焊接槽，这些因素也可能有助于增加生产成本。
与传统的焊接技术相比，激光焊接具有其自身的优势，高功率密度等，以及相关的能力，具有窄的热影响区做一个窄的焊缝，采用较低的热输入和焊接速度高，达到较低水平的残余应力和变形，同时消耗更少的填充材料[ 18 ]和[ 19 ]。此外，激光焊接可以实现使用远程控制，因为激光束可以使用光纤和焊接头可以安装在一个工业机器人。这种特性使得激光焊接适合生产高质量的焊缝，所需的核环境。事实上，激光焊接到中等厚的部分奥氏体不锈钢的应用已经探讨过。张等。[ 20 ]首先报道了8毫米厚的316毫米厚的50毫米厚钢板的窄间隙焊接。elmesalamy等人。[ 21 ]成功焊接了20毫米厚的316不锈钢使用1千瓦IPG单模光纤激光器的超窄间隙（1.5 mm间隙宽度），双方采用多道窄间隙焊接的方法。尽管如此，没有被报道在SA508钢激光焊接特性。
在低合金钢焊接过程中发生的固态相变可能是非常复杂的，在某些钢中，它可以很难预测焊接接头的不同子区域的组织结构。冷却速率在不同的子区域将确定相变发生在连续冷却转变组合焊接过程中（CCT）在调查中对钢图。在焊接过程中的温度历史可以记录使用热电偶。然而，热电偶只能测量离散点的温度历史。它也很难保证测量位置的温度可以正确地记录下来。有限元建模是一种替代的方法，在焊接过程中的热循环调查。
在本研究中，单次自体激光焊接是参加SA508条款3钢板。自体GTA焊接的开展提供这种钢的激光焊接的基准。显微组织和力学性能，如拉伸强度、硬度、和在焊接条件下研究了冲击韧性的焊接构件。基于移动体积热源模型模拟也进行了量化的焊接热循环对微观结构的变化在自体激光焊接在SA508钢的影响。数值的解决方案是使用商业软件ANSYS生成，并与实验结果进行了比较，验证了数值模型。验证的模型，然后用于预测的激光焊接的热历史。本文介绍了实验和建模，并报告了这项工作所产生的初步结果。2。材料与实验程序
作为收到的基体材料（BM）在这项研究中使用的是调质SA508 Cl.3钢。SA508条款3钢的化学成分如表1。碳当量（CE）是一个参数，通常用于评价钢的焊接性，它被定义为合金元素除碳的碳当量浓度的百分比，从钢的淬透性的观点。根据参考文献[ 22 ]计算调查的钢的CE，并给出：
从表1看出，SA508 CE 0.60。MS（马氏体转变开始温度在420 C）°根据铃木?的连续冷却转变曲线（CCT）508级3图。条款1钢[ 23 ]。AC1和Ac3温度约700°C和800°C，分别。光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对基地SA508钢的显微组织图像都显示在图1（a）和（b），分别。标本机械抛光和蚀刻在2%硝酸溶液。基体材料的微观结构（BM）是一个暴躁的上贝氏体结构。细小的析出物由不同的研究人员已经确定，他们是M7C3和M23C6 [ 6 ]、[ 12 ]和[ 24 ]。
作为收到SA508 Cl.3块切成几个6毫米和2毫米厚的板线放电加工（EDM）焊接试验。自体激光焊接材料的尺寸大约是6毫米，100毫米和50毫米××手动自体GTA焊接约2毫米50毫米100毫米××。
实验使用连续波光纤激光器进行（IPG yls-16000）与一个16千瓦的最大功率。光束参数乘积为10毫米毫弧度的处理纤维300μ米直径。从光纤的一端发射的激光束被准直由一个150毫米焦距的镜头，然后聚焦到试样表面用镜头用400毫米焦距。测得的聚焦尺寸和瑞利长度分别为0.8毫米和15毫米，分别。激光头安装在一个六轴库卡机器人。激光焊接的示意图如图所示。
350 GTA焊接电源是用于手动自体GTA焊接实验。在焊接前，样品被喷砂去除氧化物层。喷砂处理后，用丙酮清洗表面，然后将基体材料固定，以保证充分的约束。自体激光焊接和点焊进行。在焊接过程中保护熔池，用氩气保护试样的顶部和背面。
焊接接头的宏观结构和焊缝的微观结构是利用光学金相显微镜检查（KEYENCE vhx-500f）和飞利浦XL 30扫描电子显微镜（SEM）。表面硬度测量使用Struers duramin-2维氏显微硬度计进行。
在焊缝的显微硬度分布进行测量，分别位于顶部，在激光焊接接头的宏观截面中部和底部，并在焊接在板厚中间位置为手动GTA焊接接头。使用负载3公斤，停留一段时间10 s的维氏显微硬度机测试硬度（Struers duramin-2）。三测量每个缩进以最小化误差进行。硬度遍历进行跨焊缝在0.2毫米在熔合区和热影响区间隔的凹槽，并在BM 0.4毫米的间隔。
对接收的母材和焊接试样的静态拉伸强度评价标本根据ASTM E8M-04产生。子尺寸夏比冲击试验样品的制备在BS EN 10045-1:1990意图。缺口位于熔合区，以测试激光焊接样品的焊接金属的韧性。这些冲击试样的宽度是由板块焊接厚度的限制，即6毫米。每一个测试是重复的三个单独的和名义上相同的优惠券，以减少不确定性。夏比和交叉焊缝拉伸试样从电火花加工过程中使用的焊接稳定状态的区域提取。所提取的样品的基体材料和焊接样品的大小和形状如图3所示。焊接钢筋的脸和根部焊缝试样的地区由手工打磨砂纸在拉伸和夏比冲击试验进行删除。进行拉伸试验在Instron 4507号模型电子万能试验机在室温下。夏比冲击试验的基础材料和焊接的样品上进行兹维克Roell夏比冲击试验机在?40°C，?20°C、0 C和°室温。每一张优惠券在测试前的半小时内举行相关的测试，以确保整个样品的温度均匀一致。以下的拉伸强度和冲击韧性试验，所有的断裂面测试标本用Zeiss EVO 50 SEM设有X射线能谱仪（EDX），研究了断口形貌和确定断裂模式。
最初的试验进行了使用珠的板的配置，而不是加入两个不同的板，以优化焊接参数。的激光功率为4千瓦，选择和焊接速度从0.84米/分钟到1.08米/分钟不等。激光焦点设置在板的顶部表面的2毫米。使用氩气保护气体，气体流速为12升/分钟和8升/分钟，分别保护使用的顶部表面和在焊缝侧的焊缝。激光头由8个倾斜倾斜，以防止反射。
焊接后，焊缝被切割，并准备作为金相样品，以评估焊接珠的完整性。在图4中给出了不同焊接参数的结果。
检查的焊接参数的不同的焊接参数显示，可以接受的焊缝轮廓，实现与焊接速度为0.84米/分钟，0.96米/分钟，在顶部的焊缝金属区域的切边观察到1.02米/分钟的速度，并观察到在一个速度为1.08米/分钟。优化的焊接参数在表2中概述。自体激光对接焊接6毫米SA508钢采用这些优化的焊接参数进行。
350 GTA焊接电源是用于焊接2毫米厚的钢板508。手动自体GTA焊接进行提供最好的比较自体激光焊接。与2毫米的厚度板被用在GTA焊接固有的浅层渗透，双面焊接进行了。焊接参数在表3中概述。
3。结果
3.1。宏观结构特征
SA508钢焊接接头的自体激光对接结构，采用优化的参数，如图5所示。可以看出，焊缝两侧的熔合线几乎是平行的，这是小孔焊接的特点。没有任何证据的缺陷，如孔隙度或削弱。焊缝的宽度约为1.8毫米，和热影响区的宽度大约为0.8毫米。接头可以分为几个不同的区域，如冶金，熔合区（FZ）在中心，热影响区（HAZ）与基体材料（BM）。熔合区由粗大的柱状枝晶颗粒组成，其与垂直于熔合边界的方向对准。最大热流方向为垂直于熔合边界，晶粒趋向于向上生长最快，在熔合区内的柱状晶组织中有25和26。在光学显微镜下，它被观察到的晶粒尺寸随距离从焊缝中心线。焊接热影响区可进一步划分为三个不同的区域：粗晶热影响区（CGHAZ）（靠近熔合线），细晶热影响区（FGHAZ）和两相区（ICHAZ）相邻的BM。
一个宏观部分通过手工自体GTA焊接2毫米厚的SA508钢如图6所示。由于有限的穿透深度在GTA焊接，双面自手动GTA焊接应用。熔合区的宽度约为2.4毫米，和热影响区的宽度大约为2.8毫米。在熔合区和热影响区宽度大于6毫米厚的激光焊缝宽得多。
3.2。微观结构特征
焊接接头各子区域内的显微组织演变主要由焊接热循环过程中的峰值温度和每个相应的子区域的冷却速度[ 27 ]和[ 28 ]确定。作为焊接结构在6毫米厚的激光焊接2毫米厚的手册进行自体GTA焊接熔合区和在每一个不同的子区域内的热影响区（CGHAZ，FGHAZ ICHAZ）使用SEM结果在图7和图8分别给出了。对焊接工艺的焊接热影响区内的不同子带的结构是相似的。然而，更细小的析出物在GTA焊接热影响区的发现相比，激光焊接接头。在基姆等人的工作中。[ 29 ]和[ 30 ]，细小的析出物被确定为高钼含量的M2C型碳化物。在焊缝，包括贝氏体组织在ICHAZ，marteniste和自回火马氏体。在FGHAZ组织包括汽车回火马氏体细晶粒马氏体。在粗晶区，显微组织由马氏体和回火马氏体粗粒度的汽车，而在融合区，粗大的马氏体和自动观察回火马氏体。3.3。显微硬度
作为焊接的显微硬度分布在激光焊接和手动GTA焊接如图9。可以看出，无论是激光在焊缝及热影响区的硬度（~ 430 HV0.3）和多伦多（~ 410 HV0.3）焊接试样高于基体材料的两倍（~ 200 HV0.3）。这是预期的焊接条件下的焊接。在熔合区的硬度略高于激光焊接试样的焊接热影响区。为GTA在熔合区和热影响区的硬度，焊接接头在410上下波动，峰值硬度HV0.3，发生在FGHAZ约430 HV0.3。在激光熔合区和热影响区的硬度焊接接头（~ 430 HV0.3）高于熔合区的GTA焊接接头（~ 410 HV0.3）。
3.4。室温拉伸行为
交叉焊缝的拉伸数据如表观屈服强度参数，拉伸强度和伸长率均明显，2毫米厚的钨极氩弧焊试样和6毫米厚的激光焊接试样总结在表4中，其中包括平均值和标准偏差。应该牢记的是，试样显然是不均匀的，因此，记录的屈服强度和伸长率的值是不真正代表任何特定的微观结构区，并且它们也将随选择的规范长度（在这种情况下，25毫米）。尽管如此，在这项研究中，测得的值被包括提供一个定性的比较，每个焊缝。明显的屈服强度（YS）、抗拉强度（UTS）和明显的伸长量估计为494 MPa、631 MPa和26.3%，对于6毫米厚的激光焊接试样。所有的拉伸破坏发生在远离焊接区域的。YS，为6毫米厚的基底材料的抗拉强度和延伸率分别为498 MPa、632 MPa和28.1%，分别。相比较而言，明显的屈服强度（YS）、抗拉强度（UTS）和2毫米厚的钨极氩弧焊试样明显伸长估计为498 MPa、633 MPa和17.1%，分别。所有的拉伸破坏发生在远离焊接区域的。YS，为2毫米厚的基底材料的抗拉强度和延伸率分别为501 MPa、633 MPa和19.3%，分别。
裂缝性的标本在图10。所记录的应力-应变曲线的基本材料和焊接试样的厚度为2毫米和6毫米，如图11所示。它可以从拉伸试验结果表明，激光和GTA焊接试样的拉伸性能有非常相似的基础材料在相应的厚度。然而，焊接试样的表观伸长率略低与那些相应基础材料相比。在图9中的硬度分布表明，在焊接条件下，焊接过程中所产生的材料已加强，所以很可能在拉伸试验过程中，焊接区域没有产生屈服，从而有助于降低延伸率。此外，它可以从拉伸试验结果表明，材料的厚度对屈服强度和断裂强度几乎没有影响，与2毫米厚，6毫米厚的材料呈现类似的屈服强度和断裂强度。令人好奇的是，材料的厚度，有一个显着的影响的伸长率，与较薄的材料（2毫米厚）提出较低的伸长率时相比，与6毫米厚的材料。
3.5。夏比冲击韧性，以不同的temperatures 《能源吸附的碱金属和焊缝的激光冲击下的冰plotted作为一个功能的温度在图13。《子尺寸试样断裂后shown夏比冲击试验是在图14。它可以看到，所有的paths破碎的激光焊接试样的试验开始的，然后deviate熔合区和HAZ的基体材料。测试结果的基础材料是repeatable，当测试结果的激光焊接试样的显着为低散射的测试temperatures（?40°C和?20°C），这可能是attributed的偏差，在断裂的裂纹。为了highlight的散射的结果对激光焊接specimens，这三个测试的结果是市场在每个温度图13和图14。许多研究人员已经reported，激光和电子束焊接过程中可能对目前的困难owing韧性试验区的两个窄融合在一起，有一个大学学位的高强度的高匹配接头[ 31 ]，[ 32 ]，[ 33 ]和[ 34 ]。reported倾向，艾略特的《deviate断裂成两个基地，而不是金属的熔合区propagate通CAN导线的两个结果misleading [ 35 ]
基本材料的结果显示一个整体的趋势：所吸收的能量的增加，在测试温度的增加。相比之下，激光焊接的结果中的散射意味着任何这样的趋势是不明显的。基础材料达到良好的韧性，吸收的能量与平均值约为70 J，95 J，97 J和105 J在?40°C对应的试验温度，?20°C、0 C和23 C°°，分别。它可以发现从夏比冲击试验结果的平均吸收的激光焊缝试样的能量相媲美的基础材料。对于激光焊接试样的平均吸收能量值分别约为92 J，80 J，100 J和98 J在?40°C对应的测试温度，?20°C、0 C和23 C°°，分别。然而，有孤立的低能量吸收值66 J在?40°C和45 J在?20°C为激光焊接的试样，但在这些温度约100 J这些孤立的低韧性值贡献了大量分散在吸收能量值的激光焊接试样在测试温度低平均值。
基体材料的宏观断口和激光焊接试样的冲击试验后如图15。为基料在?40°C测试（图15（a）），可以看出，裂纹传播从最初的韧性缺口之前继续通过脆性断裂试样的传播。韧性断裂的区域和随后的脆性断裂的区域之间的边界清楚地是在图15（1）。的脆性断裂区域跨越约60%的断裂面作为一个整体。激光焊接试样断裂在?40°C（图15（b））揭示了非常不同的两个断裂面：左边的样本提供了一个完全的韧性断裂表面实现了高吸收的能量（102 J），而右边的样本显示，裂纹开始传播之前的韧性继续传播在脆性的方式在大多数（~ 60%）的断裂面，和吸收的能量明显低于这个标本（66 J）。断裂的基础材料试件在?20°C完整呈现韧性断裂面在图15（c）。激光焊接试样断裂在?20°C测试（图15（d））又提出了两种非常不同的断裂面：左边的样本提供了一个完全的韧性断口（84 J），而右边的样本揭示了一个完全脆性断裂面（45 J）。在0°C和室温下测试的基本材料和激光焊接试件在所有剩余的情况下，如图15（电子）-（小时），在所有剩余的情况下，完全韧性断裂面。
断口的基体材料和激光焊接试样的冲击试验后，在图16中所示的高放大倍率。解理断裂被证实在这些基础材料和激光焊接试件的断裂与低吸收的能量在?40°C.对断裂的脆性解理断裂面显示为主和少量的韧窝（图16（a）和（c））。相比之下，激光焊接的试样，获得更高的能量吸收在?40°C显示韧性断裂表面的等轴韧窝（图16（b））。在?20°C，无论是基础材料和激光焊接的试样，达到更高的吸收能量呈现韧性断裂表面的等轴韧窝在图16（d）和（e），而较低的能量吸收了由解理断裂表面的激光焊接试样（图16（f））。所有基础材料和激光焊接试样在0°C，在室温下呈现韧性断裂的等轴韧窝在图16（g）–（J）。
3.6。三维有限元建模的自激光焊接工艺的制定和程序
这是理解激光自熔焊接SA508钢时的微观组织演化研究焊接过程的温度场的重要，这是特别是在焊接热影响区的情况。在构建一个数值模型来预测在不同的子区域的热历史，在焊接过程中，下面的假设，以简化的解决方案[ 36 ]：（1）
材料是各向同性的，并且环境温度和初始试样的温度均为20（2）
焊接熔池中液态金属的对流流动和小孔激光焊接中的汽化现象，可以忽略。（3）
在焊接过程中的热流量是由传导和对流的影响，即辐射的影响可以忽略。此外，在试样和环境之间的界面处的对流系数可以被假定为常数。（4）
由于焊接接头的对称性，可以应用于对称性，因此，只有必要的模拟焊接接头的一侧。
模型尺寸为50毫米，50毫米，6毫米。图17显示了网格配置。在三维实体模型，利用ANSYS软件生成的38337个节点和41040个单元（12.1版）。细网格中的熔合区附近的热影响区，陡峭的温度梯度可以预期，而较粗的网格被用来进一步远离焊缝和热影响区的坡度可能没那么严重。此外，随着距离的增加，元件的尺寸逐渐增大，最小的单元尺寸为0.5毫米0。5毫米0.5毫米。在这个模型中，X轴对应的焊接方向，Y轴是正常的焊接方向但在板的平面，和Z方向的平
面外方向。
使用温度依赖性的热性能进行热分析。瞬态温度，吨，被确定为一个函数的时间，吨，和空间（×，），通过求解下面的传热方程[ 37 ]和[ 38 ]
在这里，K（t）的热导率为在1 K W M??1温度的功能，ρ（t）是密度为3的魔芋葡甘聚糖?温度功能，CP（T）是在恒定的压力作为一个J 1 K 1公斤??温度函数的具体热，和QV是WM-3容积热通量 高功率激光束是一个高度集中的热源，热源模型通常用于在激光束焊接的数值分析中的各种穿透深度的功率密度的变化。在许多论文[ 39 ]，[ 40 ]和[ 41 ]，热源被假定为高斯分布的形式，但它通常是在实验研究的基础上修改。有一个公认的“钥匙孔”现象[ 39 ]，[ 42 ]和[ 43 ]，其中一些激光功率被吸收的离子蒸汽在钥匙孔，并转移到焊接熔池表面，这也是“小孔”边界。因此，一个体积热源模型通常用于模拟激光焊接过程。在体积热源模型，高斯热通量分布往往假定在径向方向和“钥匙孔”被认为是一个圆柱体或截断锥[ 39 ]。在本次调查中，一个旋转抛物面体积热源的温度场模拟。配电遵循高斯热流分布在每一层的旋转抛物面。热源可以被描述为[ 44 ]
其中，Q为旋转抛物面体积热源点的功率密度，并在热源效率，η，被认为是在热分析[ 38 ] 80%，泽是纵坐标上的parboloid最大的可能值，子是这个垂直坐标的最小可能值，H是抛物面的高度，再是抛物面的开口半径R0的抛物面的任何一点的半径，r是距离内任意点旋转抛物面体积热源的热源中心，P是输出的激光功率和Z是在平面方向坐标，相对于板，模型中的任何一点。所使用的材料的热物理性能的文献[ 45 ] 在热分析过程中，对流边界条件适用于所有自由表面的模型，除了对称的平面，其中一个绝热边界条件。方程（4）给出了模拟中的热边界条件。
在这里，T和T0在板被焊接的表面温度和环境温度，分别。空气的对流换热系数，hconv被假定为15周长1.2米 [ 38 ]。
为了验证模拟结果，无论是实验测得的热循环和熔合区形态进行了比较与那些从模拟所产生的预测。连续测量整个焊接过程采用K型热电偶在激光焊接试样的热循环。一个squirrel-2040系列数据记录器，用于在焊接过程中的热历史记录。热电偶点焊在板的顶面，分别位于不同距离焊缝中心线，在垂直于焊接方向和一半沿焊缝长度的线，如图18。
基于峰值温度的空间分布，焊缝形貌和尺寸可以预测。的纯激光焊接模拟横截面如图19。如果假定聚变边界对应于约1500°C的温度，那么它可以看出，预测的融合边界是大致平行的板的厚度方向，和焊缝的半宽度约为1毫米。计算出的焊缝几何尺寸和尺寸与实验结果吻合较好。
图20给出了在试样顶部表面点焊的热电偶的位置计算的热循环，并与实验结果进行了比较。每个位置的峰值温度都很好。预测的冷却速度也似乎是合理的在离焊缝中心线的距离为2.5毫米，虽然预测值与实测值之间的冷却速率大于3毫米的距离的差异。似乎有低估的趋势，冷却速度。然而，当预测焊接温度场图19与图5相比较，这有一个很好的相关性计算和试验焊缝形状。4讨论
4.1。冶金不同分带的微观组织转变
热分析的结果进行了验证，发现与实验结果吻合良好。由此产生的预测模型，可以用来推断的微观结构，有可能产生的激光焊接过程中。预测的热循环的位置，通过板的厚度的一半，但在不同的距离，从焊缝中心线，如图21所示。点从焊缝中心线下降0毫米和0.5毫米的距离，融合区内，而点在1毫米约恰逢融合线，并在1.5毫米的距离点有望在热影响区，而分在2毫米和2.5毫米的预期一致与ICHAZ和基材，分别。所预测的峰值温度在毫米，0.5毫米，1毫米，1.5毫米，2毫米和2.5毫米，2100毫米，1900°，1300°，°，920°，700°，°C，分别为0毫米、毫米和570°C。这些点的温度超过1500 C ~°有望熔合区内，而在2.5毫米的距离（母材）无固态相变的发生，因为在这个位置的峰值温度低于Ac1温度（700°C）。
根据连续冷却转变（CCT）508钢[ 23 ]图，为形成马氏体临界冷却速度为900°C／min（15°C/S）。根据模拟结果，在900和420°C（马氏体开始温度）之间的温度范围内的平均冷却速率，在0毫米，0.5毫米和1.5毫米的焊缝中心线的位置是675°c++，608°C和246°C /秒，分别。这些冷却速度比马氏体形成的临界冷却速度快得多。这意味着，熔合区和热影响区几乎肯定会转变为马氏体。根据仿真结果，从焊缝中心线的距离为2毫米，最高温度约为700°C（即AC1温度）。这一地区可能会接近ICHAZ的外边界。在距离焊缝中心线下2毫米，气温将高于700°C，但低于800°C（Ac3温度）。本区（ICHAZ）只能部分转变为奥氏体的焊接热循环过程中的。在随后的快速冷却过程中，任何新产生的奥氏体将被淬火形成马氏体。当马氏体转变停止，在这个温度仍会ICHAZ足够高的马氏体自回火。然而，其他未转化的材料（即材料不发生奥氏体化）将被保留，这可能采取的形式的过度回火铁氧体或贝氏体。在ICHAZ的最终组织将可能包括贝氏体和马氏体的混合了回火马氏体，如图7所示
（一）。
在焊缝中心线的距离为1.5毫米，峰值温度约为920°，根据模拟结果。的距离为1.5毫米，约1.8毫米之间的峰值温度将下降920°C和800°这区域对应FGHAZ之间。在FGHAZ峰值温度略高于Ac3温度（800°C）。材料是完全重新奥氏体化在这一地区，但有限的奥氏体晶粒生长由于相对较低的峰值温度和时间很短的时间在这个温度范围[ 28 ]和[ 46 ]。在下面的快速冷却过程中，这种细粒度的奥氏体转变为马氏体，在冷却过程中会有一定的马氏体。在FGHAZ最终组织将马氏体混合一些汽车回火马氏体。的微观结构和晶粒尺寸可以看到在图7（乙）组织在熔合区和热影响区的每个子带的GTA焊接接头几乎相同的激光焊接接头对应的子区域。然而，有更多的回火马氏体在每个子区域，由于较高的热输入和较慢的冷却速率与GTA焊接和激光焊接相比。4.2不同子带力学性能与微观结构的关系
MS（马氏体开始）SA508钢温度大约是420°C和马氏体的临界冷却速率约为15°C/S [ 23 ]。该钢的温度相对较高，马氏体形成的临界冷却速度相对较低。这可能导致GTA焊接熔合区和热影响区转变为马氏体。冷却速率在激光焊接熔合区和热影响区经历了比马氏体转变的临界冷却速度高出约20至40倍。这样的结果是所有的熔合区和热影响区向马氏体转变。具有高硬度马氏体是在激光焊接熔合区和热影响区的产生，以及在焊接条件下，激光的熔合区和热影响区的显微硬度焊缝超过一倍，相比于基体材料。这也发生在手动自体GTA焊接接头。这表明，508钢的情况下预热，GTA焊接在硬化焊接接头激光焊接具有相同的效果。如图7所示，从粗晶区各子区的显微组织变化（热）为细晶区（FGHAZ）然后一部分奥氏体化区（ICHAZ）随着距离的增加从熔合线。晶粒尺寸的变化，因为在不同的子带的不同的热循环。在焊接条件下，在粗晶区和细晶区变化在410 HV0.3的硬度，这是约的基础材料，双（200 HV0.3），而在ICHAZ的显微硬度明显低于~ 300 HV0.3。钢的强度和硬度之间有一个大致的比例关系，具有更高强度的材料，尽管这并不总是这种情况。熔合区的优势和热影响区各子区主要由马氏体碳化物沉淀在这些子区域和精细的改进。硬度测试结果表明，焊缝金属的屈服强度可以等于甚至超过的热影响区。在焊接热影响区的亚区的显微硬度分布与焊后热处理之前，在热影响区的亚区的屈服强度一致，如Lee等人的工作报告。[ 12 ]在SA508钢。他们表明，屈服强度超过1100兆帕的粗晶区和细晶区，也是基料约双屈服强度（500 MPa），而ICHAZ的屈服强度约600 MPa [ 12 ]。由于在ICHAZ材料只有部分转化为马氏体，在焊接过程中及其他未转化的材料保留，对ICHAZ的屈服强度低于粗晶区和细晶区的材料完全转变为马氏体。此外，由于较高的热输入和较慢的冷却速率与GTA焊接和激光焊接相比，更是自回火马氏体在冷却过程中，使硬度在GTA焊接接头熔合区和热影响区低于激光焊接接头。当然，我们必须牢记，SA508钢会一直进行焊后热处理焊后和大多数，如果不是所有的相变硬化，将逆转。不过值得建立在何种程度上的钢可能脆化的激光焊接工艺，和脆化的潜力一般会在焊接条件下最大。
与焊接过程中的硬化导致的焊接拉伸试验样品的基础材料，没有任何损失的强度。此外，窄熔合区是激光焊接的典型特征。这两个因素将有助于在激光焊接试样的夏比冲击试验的困难，即裂纹偏离焊缝为基料，从而误导冲击韧性的结果。一种激光焊接的夏比冲击试样失败具有较低的能量吸收值（66 J）进行测试时，在?40°这可能由于启动从缺口和偏离到基体材料中裂纹的发生，然后继续通过热影响区传播。此试样的裂纹路径可以在图14中看到。基体材料可以吸收一定的能量，但脆性区可以吸收较少的能量在骨折。另一个激光焊接试样失效具有更低的能量吸收值45，测试时在20?°这可能是由于启动从缺口裂纹并扩展直接通过热影响区。断裂路径（通过HAZ）此标本图14中可以看出（D）。脆性区不能吸收太多的能量在断裂之前。然而，还有其他两个激光焊接试样的断裂具有更高的吸收能量（约100 J）在?40°C和?20°C，分别。这可能是由于从缺口开始的裂缝，然后直接传播的基础材料。这些激光焊接试样的吸收的能量被发现要比那些在相应的测试温度下的基材料的更高。这可能归因于裂纹的弯曲的传播路径，从而增加了该地区的断裂面相比，从基底材料中提取的试样，从而增加了吸收的能量。曲线的旅行路径可以在图14中看到（乙）和（2）。所有的标本中提取的基础材料断裂的方式，与缺口对准，与一个相对直的路径，如图14所示。5结论
从这项工作中可以得出以下结论：（1）
激光焊接过程中产生的可接受的焊缝焊接6毫米厚的钢板508在较宽的范围内的焊接参数。焊缝无宏观缺陷。（2）
在焊接条件下，在一个6毫米厚钢板的激光焊接SA508机械性能类似于自体GTA焊接性能。焊缝拉伸试样断裂在母材远离焊接区。（3）
吸收能量的融合区的激光焊接被认为是比母材，基于子尺寸夏比冲击试样。（4）
为激光和GTA焊接试样在熔合区和热影响区的硬度，在焊接条件下，约为基体材料的双，为激光焊接稍高的测量值（~ 430 HV0.3）比GTA焊接（~ 410 HV0.3）。（5）
有限元模型的建立，在激光焊接过程中的冷却速率的情况下预热的20和40倍以上的马氏体形成的临界冷却速度。这表明，马氏体组织几乎总是在SA508钢作为激光焊接的后果。这些研究结果证实了实验工作，其中在激光熔合区和热影响区焊接焊接头的组织被发现包括马氏体混合一些自回火马氏体。（6）
而这些初步结果是令人鼓舞的，现在需要进一步的工作来评估在焊后热处理条件对SA508钢激光焊接性能，而且同样重要的是，这项工作扩展到评估在材料厚截面焊接接头激光性能。
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Martin Kümmerling, Norbert Müller 景观管理与生态恢复部门以及URBIO总公司，德国埃尔福特应用技术大学
关键词：生物多样性；历史公园；园艺；城市公园；植被； 摘要：
城市公园可以通过被引入植物的种植成为入侵源。另一方面，城市公园作为生物多样性的热点地区，可以支持保护濒危和罕见的分类单元。即使历史城市公园首先被评估为遗产，但它们依然为生态系统和积极的审美以及社会价值服务。
虽然在欧洲有许多研究是关于设计的，公园的哲学和历史背景就像生物多样性的研究一样，几乎没有研究提出景观设计原则如何影响了公园的生物保护价值。因为在欧洲，公园的景观风格是一个最具影响力的历史景观设计风格，我们将我们的研究集中在德国魏玛的“伊尔姆河畔公园”。它创建于18世纪晚期，并且在1998年被联合国教科文组织列为世界遗产的一部分。
我们的研究问题是: 1.哪些设计原则、植物原料和技术实施被使用在创建和管理公园的过程中？
2.对于公园的生物保护尤其是濒危植物物种和栖息地的保护来说，当前什么才是具有价值的？
3.设计原则和现代公园的价值之间是什么关系？
我们将我们的结果与类似的公园景观做一对比，并对未来可持续的公园设计和公园恢复管理给出建议。
1.引言
园艺是植物物种入侵的一个主要来源（Dehnen-Schmutz, Touza,Perrings, & Williamson, 2007;Mack & Erneberg, 2002;Reichard & White, 2001）。城市公园可以被入侵源通过种植引入分类单元而入侵（Saumel Kowarik,& Butenschon,2010）。另一方面，在城市地区公园可以作为生物多样性的热点地区（Cornelis & Hermy,2004），可以支持保护濒临灭绝的稀有类群（Kowarik, 1998;Kunick, 1978;Li, Ouyang, Meng, & Wang, 2006;Reidl, 1989）。尽管历史悠久的城市公园作为文物古迹是它最重要的价值，但它们在生态系统服务和积极的审美以及社会价值方面的作用也是被肯定的（e.g.Bolund & Hunhammar, 1999;Chiesura,2004）。
虽然在欧洲有许多关于设计的研究，公园的哲学和历史背景（e.g.Gothein,1928;Turner, 2005）以及生物多样性（e.g.Cornelis & Hermy, 2004;Ignatieva & Konechnaya, 2004;Nath, 1990）的研究几乎没有提出景观设计原则的问题如何影响了公园的生物保护价值。在18世纪末和19世纪初我们把研究的焦点放在了公园，因为在欧洲公园景观风格是最具影响力的历史景观设计潮流之一。位于德国蔚玛的“伊尔姆河畔公园”创建于18世纪晚期，自1998年以来，被联合国教科文组织列为世界遗产的一部分，它被称作“经典魏玛”。我们选择它来研究是因为： 1.这是那个时期一个“典型”的公园； 2.拥有几个世纪以来没有更改的设计风格；
3.在公园设计上有丰富的历史资料并且使用了有质疑的植物。在图林根的公共档案局初始搜索（自1567年以来都位于公园附近）证实了这种怀疑。我们的研究问题是: 1.哪些设计原则、植物原料和技术实施被使用在创建和管理公园的过程中？ 2.对于公园的生物保护尤其是濒危植物物种和栖息地的保护来说，当前什么才是具有价值的？
3.设计原则和现代公园的价值之间是什么关系？
我们将我们的结果与类似的公园景观做一对比，并对未来可持续的公园设计和公园恢复管理给出建议。
2.研究地点
“伊尔姆河畔公园”坐落在德国中部的魏玛（215m.a.s.l.），公园的起源可以追溯到1778年。对于许多欧洲的历史公园来说，“伊尔姆河畔公园”是建在以前的一个规整花园的位置上（几何式的），它被设计在卡尔奥格斯特公爵的宫殿旁边。当时公园位于魏玛的郊区，1860年魏玛城开始扩展，公园便开始位于城市边界内。
在魏玛公爵的城市宫殿、北部的城市中心、现在oberweimar的suburbanised村以及南方的高级住宅区之间，公园形成了伊尔姆河的泛滥平原的一部分（图一为公园概况）。它周长1.5公里，占地约0.48平方公里。泛滥平原的土壤是冲积土，山谷两边所包含的钙质材料就像Keuper和含有石灰物质的贝壳。
图1 “伊尔姆河畔公园”栖息地地图
3.方法
3.1．设计的历史、植物引种和公园管理
通过历史文献研究来获得重要的设计原则信息，植物材料（包括引进外来观赏物种的起源和时间）和被用于“伊尔姆河畔公园”的创建和发展过程之中的管理技术。这些未发表的文件包括被保存在图林根公共档案馆的申请报告、管理笔记和前任园丁和设计师的相关档案，以及再版的历史性的蚀刻画和魏玛经典基金会收集的图纸。
另外魏玛经典基金会（特别是Beyer & Seifert, 1995）中的地方文献被用来将历史性文件中的发现与它们所处的时代联系起来。还非正式访谈了现任和前任园丁关于管理技术和植物使用的情况。
3.2．生物保护的评价 3.2.1 植物区系和植被的实地测绘
目前对植被和植物区系进行的实地测绘是在2006年五月—十月，用来对公园的植物多样性进行评估。公园分为不同的生境类型：草坪、草地和草场、灌灌丛、林地、生态交错带（草地边缘）、墙壁/岩石、路径和车道上的植物群落、河岸和水体，然后对每种生境类型进行随机采样。样品的数量基于每个栖息地的大小类型而不同(图3)。样本块的大小是用最小面积方法决定的（Dierschke,1994），每个样地植物种类的频率记录参照“Braun-Blanquet”方法（Dierschke,1994）。总共436个采样点建立，此外，在2006年五月—十月和2007年三月—五月进行了20次检测，记录了所有自发的维管植物类群。
436个样本块是用来确定最常见的种类，木本植物只有种子和树苗被计算。魏玛经典基金会登记（1996 —2007年出版）的公园的树被用来计算成年树木的分布频率。
植物的命名通常遵循Jager和Werner（2005）原则，但在公园里发现的分类群不列在这里，Erhardt、Gotz、Bodeker and Seybold（2002）被使用。3.2.2 在区域和欧洲级别上评价生物保护状态
评估生物保护公园的贡献方面，我们编制了在公园发现的濒危植物和栖息地，用于当地的图林根的红色数据列表（Korsch & Westhus,2001;Westhus & van Hengel,2001）中。此外我们调查了被图林根自然保护法（ThürNatG,2006）和欧洲栖息地的指令保护的植物物种和栖息地（欧盟委员会，2007年）。
评价公园作为植物入侵的潜在来源（生物入侵的定义遵循Richardson et al.,2000），我们将我们的数据与图林根州环境杂草的地区列表（Müller, Westhus, & Armft,2005）做了比较。
4．结果
4.1．设计的历史，引进的植物和管理
4.1.1 有关生物多样性的设计原则
随着欧洲景观设计的流行，Sachsen-Weimar-Eisenach的Carl August公爵（1757 至1828）决定建设一个公园作为一个理想的田园景观，包括不同类型的景观：大小不同的开放和密闭空间、视觉上和周围的景观连接的形状和结构。它是根据英国经典景观公园原则——隐藏公园与自然的界限而设计，这些观点也应该在步行或骑马穿过公园时随处可见。
因此公园的主要设计原则是使用现有的自然地形和文化景观，它由在泛滥平原上暂时淹没并且经常收割和放牧的草原（草地和牧场）组成，还有在山坡上的果园和草地以及因山坡太陡而不能用于粮食生产的小树林斑块。公园规模增加时，新的景观被加载到之前的耕地上，因此这些栖息地可以定义为人为创造出来的。公园内森林栖息地的范围扩大到可以创造一个更好的氛围以及更大的并且多种多样的风景。
典型的设计元素是远景，通常延长这些切线来通过公园内森林地带，它有连接特殊节点（雕塑和展馆）和从不同位置打开新视野的特性。
公园里从来没有封闭的围栏或高墙，使得建立一个和周围环境之间无缝过渡的公园。“伊尔姆河畔公园”、蒂尔福特公园和贝尔维迪宫，加上一些沿伊尔姆河残存的森林形成的绿色走廊穿过魏玛，这就是公爵自修建公园以来的意图。4.1.2 引进的植物
因为大面积的公园是由现有的泛滥平原森林发展而来，并且草地原生植物多样性得到了保护。新的森林斑块、乔灌木树种原生林的出现是来自公园内靠近魏玛中部的公爵森林和种植在公爵苗圃的（图林根的公共档案馆未发表）。
由于视觉捕捉（特别指设计）和对植物的好奇心在19世纪第二阶段特别流行，非原生植物被引入与原生植物作比较。主要在有代表性的建筑和纪念碑附近种植了外来植物，也沿着公园开放区域的边缘种植。外来树种包括许多所谓的“英国木材”，从北美进口的树种像红花槭、赤栎、北美乔松。蔷薇属的许多品种种植的数量不多仅仅用于装饰目的，罗贝里草被种植在小池塘。
二战后公园里的植物苗圃被关闭了，从那时就开始大量的从欧洲以及海外引进植物材料。
4.1.3 管理技术
在历史时期，草地和树林是由当地的农民和牧民管理的，他们放牧绵羊、山羊和牛以及生产干草，观赏植物床周围的建筑物是由园丁和短工管理。
目前，部分河滩上的草地和山谷东部的斜坡仍每年收割两次，干草被卖给农民或用于堆肥。河滩上的草地用来给绵羊和山羊放牧仍然是公园的一个管理方式，车道的植被用除草剂来控制，墙植被定期清除。如果有必要，树的维护和复兴树林只是保障游客的安全和保护一些重要的优美景观，没有被游客使用和没有重要景观的地区则没有管理。
20世纪下半叶以来，增加娱乐用途和缺乏资金导致公园的集约化管理。例如在西部所有不同的草地一些经常割草坪（每年收割两次）和一些在泛滥平原的已经转化为频繁的收割草地（每年收割二十次次）。这一直持续到今天，已经导致草地丰富的植物多样性产生了重大的损失。
4.2．植物和栖息地多样性
公园植物区系的调查取得了479类维管植物。在这些里约59%（281分类群）都是本地图林根州的；15%是非原生植物（74）和26%的非本地种植的类群（124）。与图林根州的地区植物区系相比（Korsch et al.,2002）公园含有18%（355分类群）。
比较植物类群的起源及其在采样点的分布频率，（比较图2）很明显最常见的物种更多的还是本地的（主要是无处不在的类群和公园主要栖息地的类群特征）并不是非原生种群。车前子主要亚种主要是最常见的非原生类群，1500年前在德国被引入种植（Jager & Werner, 2005），是践踏植物群落、草坪、牧场和河岸栖息地的特征种类。下一个出现最频繁的非原生类群是小凤仙花、紫凤仙、雪果、欧洲七叶树和红瑞木。两种凤仙花在图林根被认为是杂草（Müller et al., 2005）。雪果、欧洲七叶树和红瑞木是观赏种，迄今为止它们还没有完全适应图林根。但它们已经在公园内种植，并通过管理控制使它们不再出现问题。
图2自然类群（N=306）的样地内记录（N=436），按照出现频率分组
在“伊尔姆河畔公园” 魏玛经典基金会记录了94个类群的3192 种树（最后更新到2006）。原生和非原生种群的数量比例是28%（26）和72%（68），但个体的比例和数量是原生的为73%（2344）非原生的为27%（848）。最常见的原生种是白蜡（409株）、欧洲小叶椴（305）、挪威槭（281）。白蜡和挪威槭在再生树种中也是最常见的。也是最常见的树种的再生。最常见的非原生种群是欧洲七叶树（273株）、刺槐（78）和加拿大杨（70）。这三个类群在公园里繁殖，后者只能通过分株来繁殖。这三个物种占主导地位，其它非原生树种种植只存在非常少的数量。
草地和森林栖息地作为公园的主导，覆盖面积分别为近三分之二和三分之一（见图1为栖息地分布概况）。这是栖息地中在物种总数和种数平均增幅方面拥有最高植物多样性的物种（图3）。由于被作为各种风景景观的组合而设计，所以公园里有许多交错的群落。它包含许多不同的植被类型，实际上物种总数是高的（图3），虽然每个样地里的平均物种数量很低。所有现存的其它栖息地，即水体、墙壁和岩石、践踏植物群落（车道、路径）和观赏种植园占据的区域小得多。
图3栖息地的植物物种丰富度
4.3．植物和栖息地的生物保护的价值
4.3.1 濒危、珍稀物种
图林根红色名单中列出了公园里包含的三个本地物种（Korsch & Westhus,2001）：欧洲黑杨（极度濒危）、Rosa jundzillii Besser和葡萄风信子（都是脆弱的）。被归为非本地的暗花老鹳草也列为濒危物种。欧洲黑杨很少出现在伊尔姆山谷内的冲积森林山谷，R.jundzillii和葡萄风信子在森林公园以外也很少被发现。在歌德避暑别墅的花园中暗花老鹳草经常出现在群落交错区和干草原，但公园的其他地方没有发现。
公园里有一种典型的罕见种类是紫叶山毛榉。根据这个公园的历史文件，野生的各种欧洲山毛榉是在图林根北部的山区被发现的，在卡尔奥格斯特公爵执政时期它被作为一个特色植物带到公园。
四个受法律保护的植物物种（ThurNatG,2006）出现在欧洲中部公园里的山毛榉森林和它们的郊区：大花头蕊兰、雪割草、卵叶对叶兰和 凹鸽巢兰。还常青树紫杉是珍稀保护物种，可定期在山毛榉森林中被发现。两个报春花，欧洲报春和野生郁金香在几个世纪前被引进用作观赏目的，现在已经被归为受法律保护的濒危物种。
在“伊尔姆河畔公园”中并没有发现栖息地法规附件II中的植物种类（欧盟委员会,2007）。4.3.2 濒危和罕见的栖息地
图林根的介子草地和广袤的干湿草原作为具有历史文化性的濒危物种栖息地景观被列入红色名录（Westhus & van Hengel,2001），被图林根的法律（ThurNatG,2006）和欧洲栖地法规的附件1所保护（欧盟委员会,2007年）。
这些濒危物种栖息地占据三分之一的“伊尔姆河畔公园”。最古老的和最不受区域干扰的公园之一是“蛇草甸”，历史记录显示甚至在公园创建前草原也并没有被破坏。它是介子草地和干草原的结合体并在两者之间转换，也是在整个公园中具有最高植物多样性的地区（见图3,草地和牧场的柱状图）。因此“蛇草甸”表明公园可能是当代对具有历史文化性的栖息景观地重要的保护。这个草地是18世纪原始设计中一个非常重要的部分。这个公园的创造者的目的是让草地看起来尽可能的自然。
公园最频繁的交错群落类型之一是一种喜温树种，在图林根的红色名录中被列为弱势树种（Westhus & van Hengel,2001）并且受到法律保护（ThurNatG,2006）。4.3.3 环境杂草
在图林根州公园里有七个外来种，被认为是环境杂草（Müller et al., 2005）。只有3种被种植在公园：欧洲黑松、刺槐和加拿大杨。前两个被认为是栖息地多样性的威胁，而在图林根州第三个被认为是基因多样性的严重威胁。在公园的建设中这三个物种仅仅因为好奇心而被种植的数量并不多，但后来种植的数量有所增加。例如常绿杨是在18世纪末被首次引入的，但更多的是在20世纪下半叶为取代倾倒的欧洲黑杨标本而种植，因为他们便宜而且容易获得。
另有四种偶然出现的环境杂草即瘤果匙荠、紫凤仙、加拿大一枝黄花和虎杖，在公园创建的不同阶段并没有种植它们，但可能是在以后某个时间有意或无意的被引进了。紫凤仙在公园里是一个严重的问题，因为它密集地生长在河岸，覆盖了原生河岸植被。
图林根州环境杂草的列表（Müller et al.,2005）还包括分类群，被分成了潜在的环境杂草和对生境多样性的威胁。这个列表上有9个分类群在公园里出现，它们中的六个种植的数量已经很少了：臭椿、灰桤木、美国黑樱桃、复叶槭、亮叶十大功劳和欧丁香。最后的三种不被认为是对栖息地有害的种而在公园里被再次种植。其它3个类群大狼杷草、大型一枝黄花、小凤仙花是公园里最常见的非原生植物，但因为它被森林植被限制并且在原生植被后生长（早花隐芽植物）所以不被认为是一种公园生物多样性的威胁。
4.4．从前的景观设计和当前在生物保护价值之间的关系
我们发现如下一些公园设计和现代生物多样性保护价值之间的关系。历史公园“伊尔姆河畔公园”的主要设计原则是基于欧洲历史文化和自然景观的一种理想景观的发展，源自并根植于现代文化景观和它的生境以及与之匹配的公园现有景观。各种与远景相连的景观的组合导致了各种不同尺寸的林地和草地生境成一种类似马赛克状的分布。这就会产生大量的边缘效应（过渡带）从而创建各种各样的生态位。
因此在超过两个世纪保持连续性的管理制度是维持设计和公园里物种丰富的历史文化景观的一个重要因素。年龄以及干扰和园艺领域的物种丰富度之间的联系已经被其他作者指出（Li et al., 2006;Zerbe et al., 2003）。
前者泛滥平原森林地区及周边草地的大部分已被纳入景观设计并且被整合在公园里。周围的森林和草原上大部分用于种植的植物，在品种数量和特性上，都是本土物种。在大多数情况下非原生植物的每个种只种植了很少的数量。今天在图林根州有七种被认为是环境杂草的种植在公园里。在大多数情况下，它们对生物多样性是没有威胁的因为通过积极的管理可以预防它们再生。
5.讨论
除了大量的灰色文献，现在很少有评价英国园林风格的公园存在的价值。在柏林面积为0.67平方公里的“孔雀岛”被Sukopp调查（1968），面积为0.27平方公里的奥格斯堡“西本蒂施公园” Müller 和 Waldert 调查（1998），波茨坦公园的无忧宫、巴贝尔斯堡和诺伊尔加滕的草原总规模为5.07平方公里（Peschel, 2000）。几个在圣彼得堡的公园及其郊区被Ignatieva和Konechnaya调查（2004）。包括：帕夫洛夫斯基公园、在皇村的Ekaterininsky 和Alexandrovsky公园、奥拉宁鲍姆公园、在彼得夏宫的亚历山大公园、加特契纳公园和Shuvalovsky公园。上述所有文件（和我们自己的研究）显示了这些历史公园丰富的原生植物物种和栖息地的多样性以及濒危生物多样性维持的能力。这些在中欧和东欧历史公园植物区系的调查也证明传统草原和一般草本植物的价值不如树木和灌木。然而，我们的研究与其他欧洲研究结果证明，草原和珍稀物种和历史悠久的设计风格有直接的关系，也有植物方面和历史方面的意义。
我们的研究和俄罗斯的景观公园（Ignatieva & Konechnaya,2004）的比较也显示出相似之处不仅在设计原则方面（设计与自然），而且在管理和维护制度（割草和放牧）方面也类似。在德国和俄罗斯公园存在的某些相似的物种表明这两个国家之间种子可能通过经常在德国圣彼得堡工作过的园丁而发生了混合和交换。
所有上述公园的各种栖息地对历史文化的濒危栖息地景观都起到了保护作用，因为他们体现在在今天的农村风景。对“伊尔姆河畔公园”、“Siebentischpark”和“波茨坦的公园”的特殊保护价值是具有多种类型的濒危草原。每个历史公园都有自己的珍稀濒危植物以及独特的植物群落。例如，像湿地和原始森林的自然栖息地对 “孔雀岛”来说尤为重要。唯一管理开放草原的是帕夫洛夫斯基公园。有非常罕见的Poa chaixii 和 Luzula Luzuloides组成的地被在奥拉宁鲍姆公园应该被保护，而在加特契纳公园只有在公园范围内生长，在周围景观中很少被发现。
对于历史公园生物多样性的一个普遍观点（Kowarik,1998）强调现存的自然栖息地的重要性（例如水栖息地和露出的岩石）。
用和“伊尔姆河畔公园”一样的方式，作为濒危和珍稀（而且往往受法律保护）植物物种避难所的重要性在上述公园中确定。在俄罗斯公园中所有的珍稀濒危植物都有标出，以确保在恢复项目中被保护和保存。
欧洲和世界其它地区的现代园林景观经常采用英国园林风格设计原则的简化版本，全部使用相同的植物，并导致区域生物多样性和身份的丧失（Ignatieva,2010），研究表明历史的英国园林景观风格公园有助于维护该区域生物多样性和特性。
我们研究的目标之一也是提高参与历史公园恢复的从业者的意识，以及公民和政客（使用公园者）对一个公园生态系统的所有组成部分的生物多样性的重要性的认识。人们应该接受关于保护草原和稀有植物作为一个独特的资产的重要性。我们的结论应作为负责管理历史公园的专家的指导。在全球化和致密化的城市环境下，历史公园的价值应该等同于花园和公园艺术的纪念碑以及区域生物多样性的热点地区。
6.结论
历史悠久的英国风景园林风格公园是一个例子，告诉我们合理的可持续设计如何在城市工业区内提供重要的生物保护区域。从我们的研究结果来看，对未来公园设计和历史公园的恢复提出如下建议：
1.现有的地形和土壤条件以及现有栖息地（如中欧的森林和草地斑块）必须集中在一个公园的设计或在公园修复项目中进行，而不是从头开始。2.公园内使用的绝大多数的种子和植物应该（甚至土生土长得更好）是原生的来支持本地生物多样性以及区域特性。
3.相比之下非本土的观赏植物应只是少量运用而不是公园的主要组成部分。4.使用已经认识或被怀疑的非本地植物时必须避免环境杂草的使用。5.低强度公园的管理，尤其是自然或半自然栖息地中，区域生物多样性至关重要。
对于今后恢复或重建项目的规划者应该知道所有的珍稀濒危植物物种的位置并且他们应该在所有施工过程中采取措施尽量避免或减少对这些物种的损害。
致谢
Traugott, E. C. Promise and pray-parentheticals[R]. Paper presented at the Eleventh International Conference on English Historical Linguistics, Santiagov de Compostela, Spain, September 2000.
崔希亮. 事件情态和汉语的`表态系统[R]. 第十二次现代汉语语法学术讨论会论文，湖南长沙，4月.
2.论文集论文
Bybee, J. The Grammaticization of Zero: Asymmetries in Tense and Aspect Systems [A]. In W. Pagliuca (ed.). Perspectives on Grammaticalization[C]. Amsterdam: John Benjamins. 1994: 235-254.
文秋芳. 英语学习者动机、观念、策略的变化规律与特点[A]. 文秋芳, 王立非.英语学习策略实证研究[C]. 西安：陕西师范大学出版社, : 255-259.
3.网上文献
王岳川. 当代传媒中的网络文化与电视批评[OL].
www.blocchina.com/new/display/58592.html/, 2004.(11月18日读取)
4.专著
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吕叔湘, 朱德熙. 语法修辞讲话[M]. 北京：中国青年出版社, 1952.
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Saussure. F. de. Course in General Linguistics[M]. ed. C. Bally & A. Sechehaye. trans. R. Harris. London: Duckworth, 1983.
赵元任， 中国话的文法 (A Grammar of Spoken Chinese)[M]. 丁邦新译. 香港：香港中文大学出版社, 1968/1980.
6.编著/论文集
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7.学位论文
Tabor, W. Syntactic Innovation: A Connectionist Model [D]. Ph.D Dissertation. Stanford: Stanford University, 1994.
祖生利. 元代白话碑文研究[D]. 北京：中国社会科学院, 2000.
8.期刊论文
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朱永生. 名词化、动词化与语法隐喻[J]. 外语教学与研究, 2006(2)：83-90.
何龄修. 读顾城《南明史》[J]. 中国史研究，1998 (3)：167-173.
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中国社会科学院语言研究所词典编辑室(编). 现代汉语词典(The Contemporary Chinese Dictionary)(汉英双语)[Z]. 北京：外语教学与研究出版社, 2002.
10.报刊文章
田志凌. 魔戒的尴尬与文学翻译的危机[N]. 南方都市报，-8-24(8).
2001年8月31日,中国证监会发布《关于在上市公司建立董事制度的指导意见》(下称《指导意见》),在境内上市公司全面引进独立董事制度,要求境内上市公司按照《指导意见》修改公司章程,聘任适当人员担任独立董事,并要求在2003年6月30日前,上市公司董事会成员中至少应当包括三分之一的独立董事。《指导意见》规定:上市公司应当给予独立董事适当的津贴。津贴的标准应当由董事会制定预案,股东大会审议通过,并在年报中进行披露。除上述津贴外,独立董事不应从该上市公司及其主要股东或有利害关系的机构和人员取得额外的、未予披露的其他利益。
《指导意见》肯定了独立董事报酬的请求权,但关于独立董事报酬的具体形式和领取报酬的标准没有规定,从而把这一权利赋予给企业,由企业自由决定。那么我省上市公司在实际中是根据哪些因素来制定独立董事薪酬的呢?
二、文献回顾
在整理国内研究独立董事薪酬的相关文章时发现,国内关于独立董事激励补偿机制的研究还停留在理论研究阶段,只有罗党论(2003年)在第九届财务学科研讨会上发表的《我国上市公司独立董事薪酬决定因素的实证研究》和杜胜利、张杰《独立董事薪酬影响因素的实证研究》两篇文章属于应用实证研究方法和中国上市公司数据来探索影响独立董事薪酬的因素。概括来讲,结论如下:
1.公司规模独立董事年度薪酬与以总资产对数代表的公司规模有较强的下相关性。通常情况下公司规模越大,其业务复杂程度就越高,越需要独立董事投入更多的时间和精力,相应的报酬补偿应该更多。
2.净资产收益率John Pound(Walter J.Salmon,1995,中译本2001)认为,董事会成员(包括独立董事)必须有足够的激励,而且应将其收入与服务挂钩,否则他们就不会承担制定和质疑公司政策的重任。独立董事年度薪酬与以单位资本经济增加值代表的公司前期业绩及长期价值创造能力有较强的正相关性。
3.第一大股东持股比例。股权结构是影响公司治理的基本要素。王跃堂(2003年)认为对于上市公司,由于不同利害关系人的利益不一定相同,甚至可能相互冲突,因此代理问题所难免,而代理问题的类型则与股权结构有关。从股权结构看,我国上市公司股份主要由国家股、法人股和个人股组成。一般而言,社会公众股分散于众多社会股东之间,不可能对公司的控制权产生影响,对上市公司决策影响最大的是国有股东和内部法人股东。我国上市公司第一大股东主要为国有法人股东和内部法人股东。杜胜利、张杰(2004年)得出,独立董事年度薪酬与第一大股东持股比例有较强的负相关性。
4.董事会中独立董事所占比例董事会中独立董事所占比例是相对量,从某种程度上反映了独立董事在公司的独立程度和对决策发表意见时的份量,从而使得独立董事在董事会中具有一定的影响力。我们认为董事会中独立董事构成比例较大说明公司重视独立董事在公司治理中的作用,他们往住倾向于通过支付较高的年度薪酬来肯定独立董事的工作。由此得出独立董事年度薪酬与独立董事比例存在正相关性。5.独立董事工作时间《指导意见》(征求意见稿)中曾首次对于独立董事工作时间做出了明确规定,即每个独立董事在同一家上市公司每年不少于十五个工作日的工作时间,并确保有足够的精力有效地履行独立董事的职责。独立董事的工作重心主要在董事会议上,每次董事会议都几乎要求独立董事长参加,由此得出独立董事年度薪酬与以召开董事会会议次数代表的工作时间存在正相关性。
6.诉讼、仲裁和重大关联事项上市公司发生诉讼、仲裁事项使得独立董事的风险加大,而所有重大关联事项都要求独立董事就此发表独立意见,从而独立董事必须花费相应的精力和时间去研究这些事项。这些因素在公司制定独立董事年度薪酬的时候应该加以考虑。
从2004年河南省上市公司(共31家)年报公布数据显示,第一大股东为国有股的公司有22家,占河南省上市公司总数的71%,其中处于绝对控股地位(控股比例50%以上)的公司有14家,占河南省上市公司总数的45%,进一步显示第一大股东持股比例平均为47.8%。在这种情况下,由第一大股东派出的代表在董事会中具有绝对力量,其相关决策均代表了其自身利益,这当然也包括在制定独立董事薪酬问题上。而独立董事相当大的作用是维护中小股东利益,在河南省上市公司这种股权结构下,独立董事薪酬影响因素如何?
(1)独立董事年度薪酬与总资产和资产收益率呈正相关关系,但相关性弱,t值分别为0.079912,0.698908。这说明在河南省上市公司中很少将公司规模和公司业绩与独立董事薪酬联系起来。
(2)独立董事年度薪酬与第一大股东持股比例呈负相关,t值为-1.03392。这说明了第一大股东确实存在对独立董事薪酬激励不积极的态度,从而不会设立较高的独立董事年度薪酬。
(3)独立董事年度薪酬与董事会中独立董事构成比例和独立董事平均年龄相关性不显著,与已有的结论不符。
(4)独立董事年度薪酬谢与以召开董事会会议次数代表的独立董事工作时间存在正相关性(t=0.128092),说明董事会在制定独立董事年度薪酬标准时的确要考虑独立董事实际在公司付出的时间和精力这个因素。
(5)对于我们考察的两个影响独立董事年度薪水酬的因素,统计结果显示它们在0.05的显著性水平上均不显著,这都在很大程度上说明河南省上市公司在制定独立董事薪酬时对薪酬中应该包含的风险补偿考虑得很少。
4.其它
在河南省31家上市公司中,制造业有27家,采掘业有2家,交通运输业有1家,水电煤气业有1家。而且制造业独立董事平均年薪为3.5万元,制造业在制订独立董事薪酬时更多的是参考同行业标准。另外,河南省上市公司独立董事在董事会中的比例平均为33.7%,达到证监会1/3的要求。
这些都说明河南省上市公司更多是出于达到《指导意见》关于独立董事数量要求的目的而聘请独立董事,在年度薪酬问题上采取低标准而且缺乏激励与约束的做法,导致独立董事主动参与公司治理的积极性不高的被动局面。
四、结论
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