基于MODIS数据的青藏高原1-km分辨率逐日地表温度数据集(2000–2020)

遥感数据在空间、时间上具有较强相关性和连续性,因此遥感图像时间序列具有低秩属性。在本文中,我们考虑利用低秩张量补全的方法修复图像。首先,我们对MODIS的地表温度数据进行预处理,通过时空插值的方式将被云遮挡导致的缺失值进行初步补全。接着,我们将地表温度时间序列数据视作一个三阶时空张量,在时空张量的时间维度上引入傅里叶变换,将其转换为空间-频率张量。对此张量进行奇异值分解、高斯低通滤波后再通过逆傅里叶变换为空间-时间张量。最后使用交替方向乘子法迭代运算,对缺失张量进一步优化。对于该方法的精度,我们采用模拟实验的方法进行验证,人工添加掩膜并进行恢复,恢复结果的平均绝对误差(Mean Average Error)在2.1–4.9 K内。本数据集包括青藏高原2000–2020年每日的以下数据:(1)对MOD11A1、MYD11A1产品中被云遮挡区域进行优化的地表温度数据(MOD11A1_QTP_PART,MYD11A1_QTP_PART);(2)被云遮挡区域优化后的MOD11A1、MYD11A1产品,即优化后的地表温度数据(MOD11A1_QTP_Temp,MYD11A1_QTP_Temp);(3)原始的MOD11A1、MYD11A1产品(MOD11A1_QTP_ORIGIN,MOD11A1_QTP_ORIGIN)。所有数据空间分辨率为1 km,以整数型数据格式进行存储,像元值表示地表的热力学温度,比例系数为0.02,单位为K。数据集存储为.tif格式,可以通过ENVI、ArcGIS等遥感软件直接打开和处理。

国家生态屏障区1-km分辨率土壤保持数据集(2000-2015)

生态系统服务是生态系统为人类提供的诸多惠益。土壤保持作为陆地生态系统提供的主要调节服务之一,是防止区域土地退化、降低洪涝灾害发生频率的重要保证,其常用土壤保持量(Soil Conservation,SC)是评估指标之一。作为国家生态安全战略格局的重要组成部分,"两屏三带"国家生态屏障区奠定了全国的生态安全格局,深入探讨屏障区土壤保持的时空分布对我国的生态文明建设及可持续发展具有深远意义。基于修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE),使用MOD13A2 NDVI、ASTER GDEM、气象站点及中国土壤数据集等多种数据进行了国家生态屏障区1-km分辨率土壤保持数据集(2000-2015)的定量评估。数据格式为ArcGIS TIFF,单位是t·km^(-2)·a^(-1),空间分辨率为1-km,压缩后的数据量共计168 MB。

中蒙俄经济走廊地区年降水量时空数据集(1982–2018,1-km/y)

对中蒙俄经济走廊地区近37年的降水进行空间插值分析,选取最优模型去生成1-km网络数据集,为中蒙俄经济走廊地区的经济发展、植被分布、气候变化和生态环境建设等的研究提供支持。基于中蒙俄经济走廊地区的353个气象站点的实测数据进行读取、合并、检查、统计空间插值批处理代码生成数据等操作,利用经度、纬度作为ANUSPLIN软件插值的变量,对降水进行开平方的预处理。采用薄盘光滑样条法得到了1982–2018年中蒙俄降水1-km网格插值数据集。采用相关系数(R2)验证插值结果与气象站点数据的相关性,R2为0.937,7。采用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)和均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)作为精度评价指标,MAE和RMSE平均值分别为4.546,4 mm、2.305,7 mm。数据集包括:1982–2018年各年的年平均降水栅格数据。数据集存储为.tif格式,空间分辨率为1 km,由185个数据文件组成,数据量为5.43 GB。本栅格数据集在精准度和时间序列上较新且公开共享和下载服务,可为中蒙俄国际走廊地区陆地生态系统、时空变化等方面的研究提供数据支持。

中蒙俄经济走廊地区年平均气温1-km栅格数据集(1982-2018)

以中蒙俄经济走廊的大陆部分为研究区,运用325个气象站点实测数据,结合地形等要素,利用ANUSPLIN气象插值软件对数据进行空间插值,得到中蒙俄经济走廊地区年平均气温1-km栅格数据集(1982-2018)。采用决定系数(R^(2))验证插值结果与气象站点数据的相关性,R^(2)均大于0.980。采用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)作为精度评价指标,MAE和RMSE平均值分别为0.348、0.481℃。数据集包括:(1)研究区边界数据;(2)1982-2018年历年的年平均气温栅格数据。数据集存储为.shp、.tif和.mdd格式,空间分辨率为1km,由159个数据文件组成,数据量为8.65 GB(压缩为2个文件,531 MB)。

西南山地逐年土壤侵蚀模数1-km栅格数据集(2000-2015)

西南山地包括四川、云南和贵州省及重庆市,是我国的生态脆弱区。构建西南山地长时间序列土壤侵蚀模数数据集对开展长期人与自然交互下生态环境的变化分析,并制定可持续的发展政策具有重要意义。作者在汇集2000–2015年降水数据、土壤数据、数字高程数据、土地覆被数据和植被指数数据的基础上,将它们经过格式转换、投影转换、空间尺度匹配等统一在同一尺度,并采用修正的土壤流失模型(The Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE),计算得到西南山地1-km格网逐年土壤侵蚀模数数据集(2000–2015),该数据集为.tif、.shp格式,数据量为109 MB。

基于MODIS数据的青藏高原2001-2020年1 km分辨率逐月气温数据集

青藏高原近几十年来温度升高趋势明显,是全球变化研究的热点问题之一。然而,青藏高原气象站点数目较少且空间分布严重不均,在一定程度上影响了对青藏高原气候变化的认识。卫星遥感为大尺度气候变化研究提供了一条新的途径。本研究基于多种MODIS遥感数据、DEM数据和地形指数数据提取了月平均白天/夜间地表温度、月无云天数、月平均地表反照率、月平均NDVI、月平均NDSI、海拔和CTI指数等空间自变量,运用Cubist算法通过交叉验证和参数优化构建月平均气温、月平均最高气温和月平均最低气温估算模型,生成青藏高原2001–2020年1 km分辨率遥感月平均气温、月平均最高气温和月平均最低气温数据集。本数据集有助于进一步客观认识青藏高原温度变化规律,为研究青藏高原气候变化提供数据支撑。

多源融合实况分析1km网格降水产品在广东省暴雨过程中的准确性评估

中国国家气象信息中心研制的多源融合实况分析1 km网格降水(简称为ART_(1) km降水)产品可为灾害性天气监测预警、智能网格预报、智慧气象服务等提供更精细的数据支撑。选取广东省2019-2022年5-8月的20例致灾暴雨过程,利用未融合制作ART_(1) km降水产品的区域站和水文站等两类独立站的降水资料,评估ART_(1)km降水产品在暴雨过程中的准确性。结果表明:ART_(1) km降水产品成功反映了广东省暴雨过程的降水落区、强度和变化趋势,且在珠三角、粤东东部和粤北北部表现最佳。降水越强,两类独立站的ART_(1) km降水和观测降水的相关性越高,但均方根误差和平均值误差也越大。降水不分级时,全省约60%的独立站的ART_(1) km降水和观测降水的相关系数≥0.8,超90%的独立站的均方根误差在[1.0,5.0]mm范围内,超60%的独立站的平均值误差在±0.1 mm内。降水分级后,当小时降水较弱(<5 mm),全省大部分独立站的相关系数<0.5、均方根误差在[1.0,5.0]mm范围内、平均值误差在[0.0,0.5]mm范围内;当小时降水较强(≥20 mm),全省42%~56%的独立站的相关系数≥0.5,大部分独立站的均方根误差≥10 mm、平均值误差<0 mm(且当小时降水≥50 mm,平均值误差<-10 mm)。两类独立站的ART_(1) km降水总体表现为低估,更多的站点观测融入制作ART_(1) km降水产品,将有助于提升该产品的质量。

黄渤海地区大气折射环境参数统计分析

大气折射环境显著影响微波、超短波无线电装备的性能,能够减小或者扩展标准大气环境下的无线电视距。文中以黄渤海交界处的荣成为例,基于2018年探空数据统计分析了荣成站的大气折射环境参数,包括地面折射率、1 km折射率梯度、100 m折射率梯度等参数。其中,地面折射率年度变化范围可达100 N单位,地面折射率年平均值为332.3 N单位;1 km折射率梯度年平均值为-48.5 N/km;100 m折射率梯度年平均值为-44.2 N/km,100 m折射率梯度小于-100 N/km的时间概率为3%。进一步地,文中给出了计算雷达视距需要用到的等效地球半径因子以及用于表征相对标准大气无线电视距的扩展或减小的视距因子分布。结果表明:等效地球半径因子最大可达4.5;相对标准大气环境下,大气折射环境对视距影响的最大变化范围可达80%以上。研究结果可为黄渤海地区试验装备的系统设计、性能评估提供大气折射环境参考。

超特长隧洞TBM施工“115”超前地质预报系统创建与实践——以北疆供水二期工程为例

超特长引水隧洞是跨流域调水工程项目的控制性工程,施工面临突涌水、塌方等诸多地质灾害风险。为研究适用于TBM法施工超特长隧洞地质灾害预报方法,通过调研地质灾害预报预警技术的发展历程与技术现状,提出TBM法施工超特长隧洞地质灾害预报面临的挑战和关键问题。针对上述挑战与难题,建立超特长隧洞TBM施工不良地质全覆盖预报系统,即“115”超前地质预报系统。该系统包括“1 km”千米级宏观地质预报、“100 m”百米级长距离地质预报和“50 m”十米级短距离精细探查预报3个层次,通过多元信息联合反演分析,实现对掌子面前方不良地质和可能由其引发的地质灾害形式的全覆盖预报。采用“115”超前地质预报系统在北疆供水二期工程地质灾害预报中开展了工程实践和应用,准确预报了隧洞施工过程中不良地质发育情况,保证了超特长隧洞TBM高效掘进和安全施工。

2000~2012年全国气温和降水1 km网格空间插值数据集

随着高分辨率卫星遥感技术的快速发展及其在生态学中的广泛应用,与时空分辨率相匹配的气象空间数据,成为生态系统过程模拟及变化驱动力分析的重要数据,也是全球气候变化背景下对空间异质性较高的陆地生态系统进行长期时空动态变化及机制研究的关键资料。为了得到与中分辨率成像光谱仪(MODIS)陆表产品时空分辨率相一致的气象空间数据,进而为估算中国陆地生态系统植被净初级生产力等提供气象输入数据,本研究采用2000~2012年的全球日气候历史数据网络(Daily Global Historical Climatology Network-Daily,GHCN-D)和中国气象局国家气象信息中心制作的“中国地面气候资料日值数据集”,选取日降水和日均温两个要素,对其进行读取、合并、检查、统计、空间插值批处理代码的生成等操作,最后由ANUSPLINE软件插值生成1 km空间网格栅格数据。本栅格数据的公开共享和下载服务,可为我国陆地生态系统的时空变化研究提供数据支持。

化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究 Ⅱ.KMS-1对甘蓝型油菜育性的影响

采用不同浓度的化学杂交剂ＫＭＳ—１处理不同生长发育时期的油菜，诱导其雄性不育，结果表明：在试验的ＫＭＳ—１浓度范围内，最佳杀雄浓度为１．５％，最佳处理期（单核期）的不育株率可达８１％。在五叶期至造孢细胞期施药３～４ｄ后，出现叶片坏死斑，植株明显变矮或部分株死亡等药害现象，不育花粉率只有２％～４％。在花粉母细胞减数分裂期至成熟花粉期喷药处理，花药的绒毡层及花粉均出现异常，不育花粉率可达１７％～８０％。

200 km·h^(-1)山区客货共线电气化铁路弓网受流的设计应用分析

受流质量是高速电气化铁路接触网需要解决的关键问题。以客货共线电气化铁路遂渝线为例,对影响接触网受流质量的波动传播速度、接触力、接触导线的动态高差及动态抬升量、接触网悬挂的弹性等进行分析,阐述提高受流质量的遂渝线接触网设计原则和采用的设计参数,包括接触导线张力、不同区段的接触网悬挂方式及其新型接触网零部件、合理的跨距和结构高度等。综合试验表明:弓网接触力数值分布在现行规定的40~200 N之间,接触线一跨内的动态高差最大值为95 mm,硬点和冲击的数值分布在20g^50g范围内,遂渝线接触网的弓网受流性能满足列车速度220 km.h-1以下的安全运行要求。

FN1在胃癌组织和细胞中的表达及意义

目的:研究纤维连接蛋白1(fibronectin-1,FN1)在胃癌组织和细胞中的表达,探讨其与预后的关系。方法:利用Oncomine数据库挖掘FN1在胃癌组织中的表达;实时荧光定量聚合酶链反应检测FN1在人胃癌细胞系中的表达;利用Kaplan-Meier Plotter分析FN1表达水平与胃癌预后的关系。结果:Oncomine数据库分析FN1在多种肿瘤组织中表达增加,与胃正常组织相比,FN1在胃癌组织中表达增加,并具有统计学差异(P=1.41E-5)。FN1 mRNA在人胃癌细胞系SGC7901中表达水平增高,在胃癌组织中FN1蛋白表达增加。KM Plotter数据库分析结果显示FN1表达量与胃癌患者总体生存率存在相关性,即高表达FN1的患者总体生存率较差。结论:FN1在胃癌组织和细胞中的表达高于正常组织和细胞,是胃癌的危险因素,其表达水平越高预后越差。

正交试验在初中男生1000m跑教学中的运用

通过运用实验、对比、数理统计和文献研究等方法,对普通中学男生1 000m跑教学进行研究。结果发现:普通中学男生1 000m跑教学最佳方案为A3B1C3D2(即足球比赛、30m跑、300m跑、30m后蹲跑),教学主次顺序为:主→A→B→C→D→次(即一般耐力是主要因素,其次是速度,再次是速度耐力,最后是下肢力量)。

HIV-1的表型间变异与免疫因子相互作用的动力学模型

该文建立了一个描述两种不同的HIV-1表型与细胞因子相互作用的动力学模型.作者用Km单调系统理论研究了HIV-1中两种不同表型:噬巨嗜细胞型(NSI)和嗜淋巴细胞型(SI)与两种在HIV感染过程中的重要指标性细胞因子:IL-2和CAF的发展趋势.在HIV-1感染过程中,两种细胞表型与两种细胞因子之间形成了一种负反馈环.用Hill函数表达这种负反馈作用.结果表明模型的平衡态的数量为奇数个,它们之间满足一种Km偏序,并且第奇数个平衡态是渐近稳定的,而第偶数平衡态是不稳定的.此外还得到了各个平衡态的吸引域.其生物学的意义为:即使系统存在较低水平的平衡态,感染后的病毒载量仍会趋向于一个较高的水平.这个结论和临床研究的发现是一致的.

长江宜昌至武汉段岸线1 km近二十年土地利用及景观格局时空变化研究

长江拥有中国最长、开发条件最好的内陆岸线,岸线资源的存量大且开发潜力高。了解岸线资源的利用现状,为保障岸线资源开发、生态环境保护提供科学依据。研究以2000、2005、2010、2015和2019年土地利用为数据源,分析长江宜昌至武汉段岸线1 km区域不同时期土地利用类型面积与景观格局指数。研究结果表明,2000-2019年,研究区域土地利用主要以农田和建筑用地为主,变化的明显特点是农田面积在2019年较2000年下降了9.39%,建筑用地和草地/林地面积扩张,其中农田-建筑用地的转化较为剧烈。研究区域湿地资源丰富,湿地总面积占比均在70%以上,人工湿地占总湿地面积比均在92%以上。从斑块类型水平上看,各用地类型斑块数量增长明显,均发生了不同程度的景观破碎化现象;其中草地/林面积虽增加了35.63 km^(2),但斑块数量从0.114万个增加到0.618万个,景观形状指数由34.92增加到95.19,景观聚集度指数下降了10.82%,其斑块趋向破碎化、形状不规则化,这会阻碍种群间的基因交流、改变物种生存的生物地理环境,减少生物物种多样性,结构趋向紧凑对某些干扰的蔓延如虫灾、火灾等的抑制作用减弱。在景观类型层级,斑块数量由1.24万个增加到2.34万个,香农多样性指数增加了0.14,蔓延度指数下降了8.48%,整个研究区域景观的破碎化现象加剧,区域原本优势的斑块类型破裂,优势度差距逐渐缩小,且空间的连通性降低,空间优势减弱。文章定量揭示了长江宜昌至武汉岸线土地利用景观格局时空变化特征,可为该区域景观格局的进一步优化提供依据。

单次大剂量和多次小剂量STZ诱导昆明小鼠1型糖尿病模型的探究

目的通过研究单次大剂量和多次小剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导昆明小鼠1型糖尿病的成模率和稳定性,探究理想的1型糖尿病小鼠建模方法。方法 60只昆明小鼠随机分为4组(15只/组):空白对照组、阴性对照组(注射磷酸盐缓冲液)、单次大剂量组(150 mg/kg,单次腹腔注射)、多次小剂量组(50 mg/kg,连续注射5 d)。末次注射后,每天测定小鼠摄食量和饮水量,每周测定小鼠空腹血糖及体质量1次,连续观察4周。结果 2个模型组小鼠均表现出糖尿病的"三多一少"症状,模型组小鼠的平均空腹血糖均明显高于2个对照组(P<0.05)。单次大剂量组和多次小剂量组的小鼠第1周时成模率分别为60%和53.33%,4周后分别为60%和80%,4周后的死亡率分别为33.33%和20%。且多次小剂量组中高血糖小鼠的血糖值从第2周始一直稳定上升并维持在较高水平。结论多次小剂量注射STZ(50 mg/kg连续注射5d)是较理想的建立昆明小鼠1型糖尿病模型的方法。

链脲佐菌素诱导C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的比较

目的比较相同剂量STZ处理时C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的成模率及稳定性,探究经济有效的糖尿病小鼠建模品系。方法健康雄性C57BL/6J和昆明小鼠分别随机分为3组(20只/组):正常对照组、150 m g/kg组(单次腹腔注射)、50mg/kg组(连续注射5 d)。末次注射STZ后每天测量小鼠摄食量和饮水量,每周测量小鼠空腹血糖及体重一次,连续观察4周。结果 2种建模方法均能使C57BL/6J和昆明小鼠表现出糖尿病的"三多一少"症状,且空腹血糖值比对照组显著增加(P<0.01),但2种小鼠的血糖差异无统计学意义。实验结束时,C57BL/6J和昆明小鼠的成模率没有差别,50 mg/kg组均为80%,150 mg/kg组均为65%。C57BL/6J小鼠的死亡率略低于昆明小鼠。结论相同剂量STZ处理下C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病的成模率和模型稳定性基本一致,昆明小鼠是较C57BL/6J小鼠更为经济有效的建立糖尿病模型的小鼠品系。

抗植物病原线虫的多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵培养基和发酵条件优化

多粘类芽胞杆菌KM2501-1可以有效抑制南方根结线虫对植物的危害,促进植物生长,具有良好的应用前景。采用正交实验和单因素实验分别对多粘类芽胞杆菌KM2501-1的发酵培养基和发酵条件进行了优化。结果表明,多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵培养基的最优配方为:可溶性淀粉3%、豆粕3%、氯化钙0.05%、氯化钠0.25%;最适发酵初始pH值为8.5,最适发酵温度为28℃。将多粘类芽胞杆菌KM2501-1在优化培养基中的发酵上清液稀释5倍后,作用根结线虫48 h的校正死亡率为87.15%,比优化前提高了61.61%;多粘类芽胞杆菌KM2501-1在优化培养基中发酵48 h后的芽胞数为2.5×10~8 cfu·mL^(-1),是优化前的6.25倍,芽胞率达到100%时发酵周期为48 h,优化效果十分显著。该研究为多粘类芽胞杆菌KM2501-1的中试和大规模发酵生产提供了基础数据。

Streptomyces yanglingensis KM-1-2遗传转化体系的建立及km790的过表达

杨凌链霉菌(Streptomyces yanglingensis)KM-1-2是从银杏种子中分离到的一株新菌,为对其次级代谢产物基因簇进行研究,需建立该菌株的遗传转化体系。通过接合转移的方法成功建立杨凌链霉菌KM-1-2的遗传转化体系,并确定最佳接合转移条件:以2CMY为接合转移培养基,孢子于50℃热激10 min,抗生素覆盖时间介于18~19 h,其中萘啶酮酸质量浓度为25 mg/L,安普霉素为3 mg/L,接合转移效率达1.052×10^-5。同时,利用该转化体系,过表达KM-1-2基因组中的1个SARP转录调控因子km790。与野生型链霉菌KM-1-2相比,过表达菌株Skm790生长速率加快,产孢时间提前,对部分病原真菌的拮抗性增强,而且代谢产物图谱发生明显变化。