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DEM在湖泊水文变化研究中的应用进展

地球信息科学学报 2020年第7期22卷 1510-1521页

作者：罗竹刘凯张春亢邓心远马荣华宋春桥贵州大学矿业学院贵阳550025 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044

在全球变化背景下,湖泊水文的动态变化不仅是评估和预测气候与环境变化的重要指示剂,同时对社会可持续发展、水资源的开发与利用、生态文明建设等产生重要影响。湖泊水文的动态变化受到湖滨及湖底地形的控制,数字高程模型(DEM)成为湖泊... 详细信息

在全球变化背景下,湖泊水文的动态变化不仅是评估和预测气候与环境变化的重要指示剂,同时对社会可持续发展、水资源的开发与利用、生态文明建设等产生重要影响。湖泊水文的动态变化受到湖滨及湖底地形的控制,数字高程模型(DEM)成为湖泊水文研究的重要数据源。随着遥测技术的发展,高分辨率、区域/全球大尺度DEM数据的获取手段快速发展、数据源不断丰富,DEM对推动湖泊水文动态研究进展起到了关键作用。本文首先基于Web of Science平台对DEM在湖泊水文动态研究中的相关文献进行了分析,阐述了该主题现有研究在发文时间、发文数量增减态势、研究区域与热点地区、文献所涉及的DEM数据等方面的特点。接着,围绕着DEM在湖泊水文动态的研究中4个主要方向:湖泊水域变化、湖泊水位变化、湖泊水量变化、湖泊水文灾害情势,重点总结:DEM与其他遥感观测平台、实地观测及模型模拟等多源数据的融合策略,数字地形分析与水文学分析、遥感影像分析等方法的集成策略,以及DEM数据不确定性等对湖泊水文变化研究的影响。最后,本文论述了目前DEM在湖泊水文研究中存在的关键问题,并结合技术发展趋势和研究热点问题,提出了可能的解决路径和未来的研究前景。

关键词： DEM 湖泊水文动态变化气候变化湖盆地形湖泊水域湖泊水位湖泊水量

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基于气候适宜度评价的湖南春玉米优播期分析

中国农业气象 2012年第1期33卷 78-85页

作者：钟新科刘洛宋春桥游松财中国科学院地理科学与资源研究所/资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049 湖南农业大学资源环境学院长沙410128 香港中文大学地理与资源管理系中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

构建基于Penman-Monteith公式的春玉米适宜度模型,在1981-2010年日气象数据基础上,模拟得出1km格网的研究区春玉米优播期空间分布图。模拟结果表明,大部分地区优播期与初始播期一致,湘南在2月下旬,湘中和湘北大部分地区在3月上旬,比实... 详细信息

构建基于Penman-Monteith公式的春玉米适宜度模型,在1981-2010年日气象数据基础上,模拟得出1km格网的研究区春玉米优播期空间分布图。模拟结果表明,大部分地区优播期与初始播期一致,湘南在2月下旬,湘中和湘北大部分地区在3月上旬,比实际播期要早,全区优播期随高程增加而推迟的趋势明显。根据优播期与初播期的关系,研究区可分为三大区:(1)优播期比初播期晚7d左右的湘南盆地地区;(2)优播期比初播期晚2～3周的高海拔地区;(3)优播期与初播期一致的其它地区。优播期的选择需考虑避开成熟期高温和夏秋旱这两个影响因子,由于它们在不同地区存在差异,应具体分析以获得最适宜的春玉米生长条件。

关键词：春玉米优播期空间特征适宜度模型地理信息系统湖南

藏北高原地表覆盖时空动态及其对气候变化的响应

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应用生态学报 2011年第8期22卷 2091-2097页

作者：宋春桥游松财柯灵红刘高焕钟新科中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 香港中文大学地理与资源管理系中国香港

利用2001—2008年逐年的MODIS地表覆盖类型产品,根据藏北高原地表覆被特征对原始数据进行合并处理,得到每年藏北高原地表覆盖类型图;运用分类统计、动态转移矩阵、景观格局指数方法分析藏北高原地表覆盖类型的变化,并结合研究区内气象... 详细信息

利用2001—2008年逐年的MODIS地表覆盖类型产品,根据藏北高原地表覆被特征对原始数据进行合并处理,得到每年藏北高原地表覆盖类型图;运用分类统计、动态转移矩阵、景观格局指数方法分析藏北高原地表覆盖类型的变化,并结合研究区内气象台站观测数据分析地表覆盖类型转化对气候变化的响应特征.结果表明:研究期间,由于气候变暖速率的加快,研究区冰川雪被消融加速,冰川面积迅速萎缩,融化的雪水汇集到高原湖盆,使湖面水位上升,湖泊面积增加,部分被淹没的草地形成湿地;植被覆盖状况没有表现出明显的变好或退化趋势,2001—2004年为气候暖湿化阶段,荒漠裸地减少、稀疏草地和草地覆盖面积增加,2006—2007年为气候暖干化阶段,荒漠面积增加、稀疏草地面积减小;2001—2008年,藏北高原景观破碎度减小,地表覆盖异质性降低,且各类型所占比例的差异有所加大.

关键词：地表覆盖藏北高原气候变化 MODIS

青藏高原东北部MODIS地表温度重建及其与气温对比分析

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高原气象 2011年第2期30卷 277-287页

作者：柯灵红王正兴宋春桥卢振权中国科学院地理科学与资源研究所/资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

通过遥感获取地表温度(地温,LST)可以弥补气象站LST数据局地性的不足。但受某些因素影响,遥感LST影像存在噪音像元,影响了LST数据的应用。本文提出了一种基于高程-温度回归关系的空间重建算法,对2008年青藏高原MODIS LST影像异常低值像... 详细信息

通过遥感获取地表温度(地温,LST)可以弥补气象站LST数据局地性的不足。但受某些因素影响,遥感LST影像存在噪音像元,影响了LST数据的应用。本文提出了一种基于高程-温度回归关系的空间重建算法,对2008年青藏高原MODIS LST影像异常低值像元进行了重建,得到空间完整的LST时间序列。分别将原始LST和重建LST与研究区62个气象站最高气温进行对比分析,结果表明,重建前后LST与最高气温一致性很好,相关系数分别为0.88和0.91,各气象站平均相关系数达到0.898,LST一般高于气温,平均偏差为6.98℃。地气温差与海拔、土地覆盖、季节和噪音水平有关。海拔越高,地气温差越大;植被覆盖越好,地气温差越小;温度越高,温差越大。研究还发现,重建后的数据在森林覆盖区仍然残留噪音,这需要结合LST的质量控制信息做进一步研究。

关键词：青藏高原 MODIS 影像重建地表温度气温

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血管内皮细胞生长因子在哺乳动物细胞的表达

第二军医大学学报 1999年第10期20卷 777-779页

作者：顾洪蔡在龙陈少萍邹鲁峰宋春桥毛积芳第二军医大学基础医学部生物化学教研室上海200433 第二军医大学长海医院心血管内科

目的：本实验试图构建具有生物学活性的ＶＥＧＦ真核表达载体，为ＶＥＧＦ基因治疗提供载体。方法：将已获得的ｈＶＥＧＦ１６５ｃＤＮＡ克隆到ＧＳＴ融合表达载体，构建原核表达质粒，转染大肠杆菌ＤＨ５α，ＩＰＴＧ诱导表达，Ｗｅ... 详细信息

目的：本实验试图构建具有生物学活性的ＶＥＧＦ真核表达载体，为ＶＥＧＦ基因治疗提供载体。方法：将已获得的ｈＶＥＧＦ１６５ｃＤＮＡ克隆到ＧＳＴ融合表达载体，构建原核表达质粒，转染大肠杆菌ＤＨ５α，ＩＰＴＧ诱导表达，Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ鉴定表达产物。在此基础上构建真核表达载体ｐｃＤＮＡ３／ｈＶＥＧＦ１６５，脂质体介导转染ＣＨＯ－Ｋ１细胞，Ｇ－４１８筛选，Ｎｏｒｔｈｅｒｎｂｌｏｔ，Ｗｅｓｔ－ｅｒｎｂｌｏｔ分别检测其在细胞内的转录和表达情况，３Ｈ－ＴｄＲ掺入法检测表达蛋白的活性。结果：实验组的Ｎｏｒｔｈｅｒｎｂｌｏｔ和Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ出现特异性条带，而对照组在相应部位未出现条带。实验组的大鼠心肌血管内皮细胞３Ｈ－ＴｄＲ掺入率明显高于对照组（Ｐ＜０．００１）。结论：本实验所构建的ＶＥＧＦ真核表达质粒能够在真核细胞内获得表达，其表达产物具有血管内皮细胞增殖刺激活性。

关键词：血管内皮细胞生长因子哺乳动物基因治疗

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黄连素对血小板聚集和释放的抑制作用

第二军医大学学报 1989年第4期10卷 323-327页

作者：储钟禄姜云飞王智慧宋春桥徐志平第二军医大学生物化学教研室

我们发现黄连素(BR)是一种有效的抗血小板药物。实验证明它对ADP、花生四烯酸(AA)、胶原及钙离子载体A23187诱发的血小板聚集和ATP释放均有不同程度的抑制作用。其中以对胶原诱发的聚集及释放的抑制作用最为强烈(IC_(50)分别为0.12及0.0... 详细信息

我们发现黄连素(BR)是一种有效的抗血小板药物。实验证明它对ADP、花生四烯酸(AA)、胶原及钙离子载体A23187诱发的血小板聚集和ATP释放均有不同程度的抑制作用。其中以对胶原诱发的聚集及释放的抑制作用最为强烈(IC_(50)分别为0.12及0.08mmol/L)。BR的作用机理,可能与抑制AA代谢和胞内Ca^(2+)升高和(或)升高cAMP有关。由于心、脑血管中血小板血栓的形成与血管内皮下胶原纤维的暴露有密切关系,因此在这些疾病的防治上可能有重要价值。

关键词：黄连素血小板聚集抑制

2004年以来青海湖快速扩张对人居设施与草地的潜在影响

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湖泊科学 2021年第3期33卷 922-934页

作者：程俭刘昌华刘凯武建双范晨雨薛滨马荣华宋春桥河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室南京210008 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

作为我国最大的内陆咸水湖,青海湖是青藏高原东北部重要水汽源,在维持区域生态环境及半干旱生态系统功能方面发挥着重要作用.近年来,青海湖水位迅速上升,但是湖泊扩张对周边人居设施与草地的影响尚未得到广泛关注和报道.基于1995-2019年... 详细信息

作为我国最大的内陆咸水湖,青海湖是青藏高原东北部重要水汽源,在维持区域生态环境及半干旱生态系统功能方面发挥着重要作用.近年来,青海湖水位迅速上升,但是湖泊扩张对周边人居设施与草地的影响尚未得到广泛关注和报道.基于1995-2019年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像、Hydroweb多源测高同化水位数据、SRTM-1 DEM数据等,本研究以青海湖近年来增长速率情景开展湖泊快速扩张对周边人居设施(道路、居民点)与草地影响和潜在威胁的定量研究.结果表明:1995-2004年期间青海湖处于萎缩态势,2004年水位和面积出现最小值,之后,青海湖进入稳定扩张期.2004-2019年期间,青海湖水位累计上涨3.27 m,年均增长率约为0.22 m/a;相应地,青海湖水量增长了14.25 km^(3),年均增长率为0.95 km^(3)/a.湖泊扩张模拟结果显示,若青海湖水量以当前速率增长,水位将在2070年前后达到3207 m(相对2019年约10 m的水位涨幅),届时将会淹没178个居民点、长度约为1286.91 km的道路以及2042.22 km^(2)的植被,其中预测的高风险区域主要为切吉乡、泉吉乡和金滩乡.该研究有望为青海湖快速扩张对当地居民的影响和潜在威胁提供重要的科学参考,并在气候变化背景下为制定缓解气候变化风险的预案提供科学依据.

关键词：青藏高原气候变化青海湖水位道路居民点草地

青藏高原不同气候子区典型湖泊多时间尺度变化的遥感对比研究

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遥感技术与应用 2021年第1期36卷 90-102页

作者：詹鹏飞刘凯张玉超马荣华宋春桥中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学北京100049

青藏高原湖泊作为气候变化的重要指示器,监测高原湖泊水位变化对于准确评估该地区的气候及其对周围水文与环境的影响至关重要。而由于青藏高原地理环境复杂且恶劣,难以对湖泊进行长时间、连续的实地观测,但遥感技术的发展弥补了这个不... 详细信息

青藏高原湖泊作为气候变化的重要指示器,监测高原湖泊水位变化对于准确评估该地区的气候及其对周围水文与环境的影响至关重要。而由于青藏高原地理环境复杂且恶劣,难以对湖泊进行长时间、连续的实地观测,但遥感技术的发展弥补了这个不足。利用多源测高卫星数据可以有效地监测湖泊水位长时序连续变化,促进对青藏高原湖泊气候变化响应特征的理解。基于Hydroweb多源测高水位同化数据,结合气温和降水地面观测资料,从年代际和年际变化、季节性变化以及极端干湿年份等不同时间尺度上对比青海湖和色林错的水位变化特征。并据此探讨了青藏高原湖泊变化的时空异质性,以及处于不同气候子区的湖泊变化响应特征。结果表明:青海湖和色林错水位变化差异较大,青海湖水位从1998年至2004年逐年下降,随着降雨量的增加,从2005年开始水位才开始上涨,直到2018年已经累计涨幅2.95 m;色林错水位从1998年开始,除了2015、2016两年水位有所下降外,一直处于增长状态,尤其前半段2000~2010年水位上涨更为迅速,年增率约0.8 m/a。最后,发现并讨论了青海湖和色林错的水位变化对于不同气候特征的响应规律,为下一步结合遥感观测和水文模型深入开展湖泊变化的驱动机制研究提供了基础。

关键词：青藏高原青海湖色林错测高水位变化时空异质性

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基于TVDI的藏北地区土壤湿度空间格局

地理科学进展 2011年第5期30卷 569-576页

作者：宋春桥游松财刘高焕柯灵红钟新科中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049 香港中文大学地理与资源管理系中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 100081

利用2010年DOY 209期的Terra/MODIS 16 d合成的植被指数(EVI)产品数据MOD13 A2和8 d天合成的地表温度(LST)产品数据MOD11 A2,构建LST-EVI特征空间,从而得到了条件温度植被干旱指数TVDI反映的藏北土壤湿度空间分布图。结合野外同步土壤... 详细信息

利用2010年DOY 209期的Terra/MODIS 16 d合成的植被指数(EVI)产品数据MOD13 A2和8 d天合成的地表温度(LST)产品数据MOD11 A2,构建LST-EVI特征空间,从而得到了条件温度植被干旱指数TVDI反映的藏北土壤湿度空间分布图。结合野外同步土壤表层水含量测试数据,二者表现出较好的相关程度,并通过0.05水平的显著性检验。对藏北地区土壤湿度的空间格局和分异规律分析,研究结果表明:①藏北全区TVDI值呈正态分布,东部地区偏湿,中部地区多数为正常湿度,而西部TVDI直方图分布形状与全区相似,但偏旱;②藏北地区不同气候区划内土壤湿度分异较大,那曲高山谷地亚寒带半湿润区土壤湿度最高,其空间变异也最强烈,青南高原亚寒带半干旱区土壤干旱最严重;③研究区内土壤湿度空间分布受海拔影响较为明显,在海拔4500 m以下的地区土壤湿度随海拔升高而降低,此后,土壤湿度随着海拔升高而升高。

关键词：温度植被干旱指数藏北地区土壤湿度 MODIS 空间格局