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中国国际河流水文地理研究进展

地理学报 2023年第7期78卷 1703-1717页

作者：罗贤李运刚季漩何大明云南大学国际河流与生态安全研究院云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650500

中国发育了亚洲主要的国际河流,丰富的跨境水资源在区域“水—能源—粮食—生态”安全维持中发挥着重要作用。近几十年来,受全球气候变化特别是大规模水利水电工程建设驱动,国际河流区水文及生态过程变化与跨境影响等问题备受关注。国... 详细信息

中国发育了亚洲主要的国际河流,丰富的跨境水资源在区域“水—能源—粮食—生态”安全维持中发挥着重要作用。近几十年来,受全球气候变化特别是大规模水利水电工程建设驱动,国际河流区水文及生态过程变化与跨境影响等问题备受关注。国内对这些问题的研究,重点聚焦于水文及生态过程变化规律与变化归因、跨境影响与安全风险调控,探讨跨境流域“水—能源—粮食—生态”纽带关系,构建适应全球变化的跨境水资源协调机制等方面,取得了突出的研发成效。面对全球变化影响下日益突出的跨境水安全与生态安全风险问题,国际河流的水文地理研究,更需要借助空天地一体化精准监测技术、现代空间地理信息技术和智能技术等,通过提供可量化、可参与、可公开的研发成果,更好地为国家对国际河流的合理利用与地缘合作、健康维持与风险管控、跨境水外交与环境外交等提供科学依据和决策支持。

关键词：国际河流气候变化人类活动水文过程变化水安全

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基于伪纯像元的精度评价策略及其应用

地球信息科学学报 2022年第8期24卷 1617-1630页

作者：徐肖李娅婷樊辉云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650091 云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650091

土地覆被是地球科学研究中的重要参量,评价土地覆被数据的制图精度是保障数据合理使用的前提。本文提出了一种基于伪纯像元的精度评价策略(伪纯像元策略),即当低空间分辨率栅格窗口内对应的高空间分辨率数据中优势类别(面积最大的地类)... 详细信息

土地覆被是地球科学研究中的重要参量,评价土地覆被数据的制图精度是保障数据合理使用的前提。本文提出了一种基于伪纯像元的精度评价策略(伪纯像元策略),即当低空间分辨率栅格窗口内对应的高空间分辨率数据中优势类别(面积最大的地类)的占比高于伪纯像元纯度阈值(代表像元纯度,取值范围:35%~100%,步长为5%)时,以此栅格窗口为基准生成土地覆被类型为优势类别的伪纯像元用于精度评价。以澜沧江-湄公河(澜湄)流域为试验区,选择GlobeLand30为参考数据,并基于混淆矩阵精度评价方法对比分析了伪纯像元策略与重采样法(最近邻法和众数法)在CCI-LC(300 m)和MCD12Q1(500 m)2套全球土地覆被数据精度评价中的差异。结果表明:(1)伪纯像元策略在35%~100%纯度阈值下对CCI-LC和MCD12Q1在澜湄流域评价的精度分别为72.76%~55.26%和71.44%~45.41%,比重采样法评价的单一精度(众数法:71.21%和70.54%、最近邻法:71.48和69.87%)能更好地反映像元纯度对土地覆被数据精度的影响;(2)CCI-LC的总体精度高于MCD12Q1,且2套数据的精度差随纯度阈值的增大而增加,CCI-LC和MCD12Q1在35%、100%纯度阈值下的精度差分别为1.32%和9.85%;(3)2套数据中耕地、有林地、草地和水体的分类精度均相对较高,而灌木林地(精度接近0)和裸地的分类精度均较低;(4)2套数据与GlobeLand30的空间不一致区域多出现在土地覆被类型高度异质化的混合像元区域,且随纯度阈值的增大,评价样本栅格更趋均质,混合像元对评价精度的影响也会递减。伪纯像元精度评价策略适用于跨空间分辨率土地覆被数据的精度对比,为评价全球土地覆被产品在区域尺度的适用性及适用范围提供了新的检验策略。

关键词：伪纯像元重采样精度评价土地覆被澜湄流域 GlobeLand30 CCI-LC MCD12Q1

澜沧江中下游泥沙微表面电荷特性与磷吸附关系研究

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湖泊科学 2024年第3期36卷 817-826页

作者：韩宜迪傅开道朱玘张年云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500 云南大学云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650500

河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微... 详细信息

河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微表面电荷量,探究澜沧江泥沙的微表面电荷性质,研究纳米尺度下泥沙的微表面特性。研究结果表明:(1)微观界面,形貌对表面电荷分布影响明显,在纳米尺度下电势图与相位差图均展现出明显非均匀分布特征;(2)在流域分布上,不同区域表面电荷存在较大差异,流域沿程变化对泥沙表面电荷产生重要影响,总体变化呈现先减小后增大的趋势,表面电势值变化范围为-201.47~35.34 mV,表面电荷密度范围为0.07~3.65 mC/m^(2),不同区域电荷特性差别明显;(3)在梯级水电筑坝影响下,坝上坝下泥沙颗粒电势差与水库库容存在较好的线性相关关系,相关系数为0.8214,且坝下电势普遍高于坝上区域;(4)泥沙表面电势与磷吸附之间具有较强相关性,其相关系数为0.6657,同时表现出较好的线性拟合关系。研究结论对深入理解水电大坝建设对流域内污染物的迁移转化及解释泥沙的表面电性特征与污染物的吸附解吸机制具有重要科学意义,同时也可为流域水沙环境调控提供理论依据。

关键词：澜沧江河流泥沙表面电势表面电荷密度原子力显微镜

澜沧江-湄公河水电站单位发电耗水量分析计算

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水科学进展 2018年第3期29卷 415-423页

作者：陆颖何大明何开为袁旭云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室云南昆明650091 云南大学国际河流与生态安全研究院云南昆明650500

为对比澜沧江-湄公河流域各国水电开发对水资源消耗的差异,选择流域范围内37座已建主要电站,基于遥感再分析资料,运用改进的水电站水足迹方法核算并分析2015年流域各国水电站水足迹及其年内变化。结果表明:流域中国段水电站水足迹最小,... 详细信息

为对比澜沧江-湄公河流域各国水电开发对水资源消耗的差异,选择流域范围内37座已建主要电站,基于遥感再分析资料,运用改进的水电站水足迹方法核算并分析2015年流域各国水电站水足迹及其年内变化。结果表明:流域中国段水电站水足迹最小,具有最高的单位耗水量发电效率;老挝及泰国水电站水足迹普遍偏大,发电效率低且耗水量巨大。因此,从发电水资源消耗角度看,流域内地处上游的中国江段较适宜水电开发,下游国家发展水力发电需考虑水资源消耗影响。

关键词：水足迹水电站改进模型水面蒸发水资源损耗国际河流

干湿交替循环频率对生物膜特征及其微生物群落的影响

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中国环境科学 2023年第2期43卷 854-862页

作者：李春艳谢珊珊王文文朱时俊闻晨李妮鸿骆霞云南大学国际河流与生态安全研究院云南昆明650500 云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室云南昆明650500

为研究干湿交替循环下生物膜的抗性机制,以天然水体生物膜为研究对象,基于室内控制实验,通过16S rRNA高通量测序和激光共聚焦显微成像等技术,探究干湿交替循环对生物膜形态结构及其微生物种群结构、多样性和功能的影响.结果表明,随着干... 详细信息

为研究干湿交替循环下生物膜的抗性机制,以天然水体生物膜为研究对象,基于室内控制实验,通过16S rRNA高通量测序和激光共聚焦显微成像等技术,探究干湿交替循环对生物膜形态结构及其微生物种群结构、多样性和功能的影响.结果表明,随着干湿交替循环频率从一轮(C1)增加到五轮(C5),生物膜厚度从9.10减小到6.46µm,胞外聚合物含量从2.64μm^(3)/μm^(3)(对照)减少到1.90μm^(3)/μm^(3)(C1),再增加到4.41μm^(3)/μm^(3)(C3),随后减少到1.54μm^(3)/μm^(3)(C5,P=0.004),活/死菌比例则从2.52(C1)增加到3.60(C3)再显著减少到0.72(C5,P=0.009),而比表面积和粗糙度系数无显著变化.与对照相比,干湿交替循环下生物膜内微生物群落丰富度和多样性下降,指示物种发生改变.当干湿交替循环的频率超过生物膜耐受程度(C5)时,生物膜内优势菌由变形菌转变为与蓝藻相关的菌群,且生物膜功能由化能异养转变为光合自养.可见,不同干湿交替循环频率下生物膜形态结构和微生物种群结构不同,且在干湿交替循环频率较低时生物膜内微生物群落的生存策略表现为抵抗力,频率较高时表现为恢复力.

关键词：干湿交替循环生物膜微生物群落抵抗力恢复力

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怒江裂腹鱼鳃的显微和超微结构

中国水产科学 2018年第6期25卷 1183-1193页

作者：向乾乾丁刘勇张超孙洁王迪丁城志陈礼强云南大学国际河流与生态安全研究院云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室

通过光镜、扫描电镜及透射电镜技术,研究了怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)鳃的组织结构和超微结构。结果表明,怒江裂腹鱼鳃基本结构与其他硬骨鱼相似,均由鳃耙、鳃弓、鳃丝以及鳃小片构成,且各部分具有不同的组织结构和细胞类... 详细信息

通过光镜、扫描电镜及透射电镜技术,研究了怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)鳃的组织结构和超微结构。结果表明,怒江裂腹鱼鳃基本结构与其他硬骨鱼相似,均由鳃耙、鳃弓、鳃丝以及鳃小片构成,且各部分具有不同的组织结构和细胞类型。扁平上皮细胞覆盖于整个鳃表面,其表面的纹路主要有3种类型,在鳃上不同的部位具有不同的结构和功能。线粒体密集细胞主要分布于鳃小片基部,仅有一种细胞类型,顶端膜内凹呈浅滩型,细胞内具有大量圆形的线粒体。怒江裂腹鱼鳃内扁平上皮细胞和线粒体密集细胞的形态结构与其在急流中游泳和摄食活动等生活习性相适应。本研究结果丰富了怒江裂腹鱼的基础生物学资料,并为阐明鱼类鳃的结构特征与其生活习性之间的关系提供参考。

关键词：怒江裂腹鱼鳃扁平上皮细胞线粒体密集细胞组织结构超微结构

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怒江流域气候特征及其变化趋势

地理学报 2012年第5期67卷 621-630页

作者：樊辉何大明云南大学亚洲国际河流中心云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650091

利用怒江流域及其毗邻地区16个气象台站长时序逐月气温和降水量数据,运用TFPW-MK(Trend-freePre-whiteningMann-Kendall)检验和重复迭代变化诊断等方法,分析了近几十年来怒江流域气候要素空间格局和变化特征。结果表明:(1)怒江流域气温... 详细信息

利用怒江流域及其毗邻地区16个气象台站长时序逐月气温和降水量数据,运用TFPW-MK(Trend-freePre-whiteningMann-Kendall)检验和重复迭代变化诊断等方法,分析了近几十年来怒江流域气候要素空间格局和变化特征。结果表明:(1)怒江流域气温(年平均、年最高和年最低)和年降水量由北向南总体呈递增,并与海拔相关性极为显著(α=0.01),且气候要素值随海拔升高而降低;(2)降水集中度地域差异明显,西藏境内降水集中度多达60%以上,全流域降水集中期(除贡山站外)多介于7月下旬至8月下旬;(3)流域升温趋势显著,其年平均、年最高和年最低气温变化趋势多与纬度和海拔呈显著相关,其中年平均气温增幅为0.36oC/10a;(4)部分站点气温变化存在突变点,且其多出现于暖冬频发的20世纪80年代以后;(5)年降水量总体有所增多,但变化趋势多不显著,无明显变点。

关键词：气候变化 Mann-Kendall检验突变分析高原山地

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云南省干旱灾害风险评估

自然灾害学报 2016年第5期25卷 37-45页

作者：何娇楠李运刚李雪黄江成云南大学云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室云南昆明650091

基于自然灾害风险理论,利用云南省129个县(市、区)的气象、社会经济和地理信息数据,从干旱灾害致灾因子危险性、成灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个方面选取15个评价指标构建了干旱灾害风险评估模型,对干旱灾害风险进行了... 详细信息

基于自然灾害风险理论,利用云南省129个县(市、区)的气象、社会经济和地理信息数据,从干旱灾害致灾因子危险性、成灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个方面选取15个评价指标构建了干旱灾害风险评估模型,对干旱灾害风险进行了评估。研究结果表明:云南省低、次低、中、次高、高等级干旱灾害风险的面积分别占全省总面积的13.4%,29.8%,28.2%,19.6%和9.1%。干旱灾害风险空间分布比较复杂,大致沿哈巴雪山—点苍山—哀牢山一带,西部地区干旱灾害风险总体较低,东部地区干旱灾害风险相对较高。南盘江流域、红河流域、金沙江下游地区为典型的干旱灾害高风险区;三江并流区及澜沧江下游地区为干旱灾害低风险区。利用近10 a的旱灾受灾面积和总经济损失对评估结果进行了验证,表明构建的评估模型总体能反映云南省干旱灾害风险水平,可为干旱灾害风险管理提供依据。

关键词：干旱灾害风险评估云南省

Landsat 8 OLI影像的高原山地阴影区冰川识别方法

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光谱学与光谱分析 2018年第12期38卷 3857-3863页

作者：季漩陈云芳罗贤李运刚云南大学国际河流与生态安全研究院云南昆明650091 云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室云南昆明650091 云南师范大学云南昆明650092

冰川对气候变化极为敏感,其变化对区域气候、生态及水资源等有重要影响。对于高原山地区域而言,使用遥感数据开展冰川变化研究时,影像经常会有较大面积的山体阴影。阴影使地物目标反映的信息量有所损失或受到干扰,在遥感影像数据上难以... 详细信息

冰川对气候变化极为敏感,其变化对区域气候、生态及水资源等有重要影响。对于高原山地区域而言,使用遥感数据开展冰川变化研究时,影像经常会有较大面积的山体阴影。阴影使地物目标反映的信息量有所损失或受到干扰,在遥感影像数据上难以判读。因此,基于遥感影像的山体阴影区冰川识别成为一个技术难点。选择青藏高原上的大型山地冰川群为实验区,基于Landsat 8 OLI影像数据,分析了山体阴影区冰川与非冰川的波段反射特征,结果表明由于阴影区直射光被遮挡,波长较短的蓝光波段因具有更高的散射强度,是阴影区冰川识别的优势波段;长波波段在阴影区无论是冰川还是非冰川区域反射率都很低,难以区分。在此基础上提出针对山体阴影区冰川信息提取的增强指数算法,并与常规的冰川信息提取方法进行效果对比,结果表明增强指数方法得到的直方图分割阈值更为明显。从冰川信息提取结果来看,无论是空间分布还是面积误差比例,采用优势波段的增强指数法效果最好。在高原山地区域进行大规模冰川提取时,采用所提出的山体阴影区冰川信息增强指数算法,有助于提高整体工作效率。

关键词：冰川 Landsat8 OLI 高原山地阴影区