走进实验室 | 这个把脉洞庭湖的实验室 成果曾亮相高考试卷

2023-11-29 22:08:11 红网
作者:何青 编辑:肖拓
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编者按:建设全球研发中心城市,拥有雄厚创新资源的长沙底气十足,特别是实验室成为夺取胜利的“主战场”。即日起,红网时刻新闻策划推出《走进实验室》融媒体报道,聚焦国家和全省重点实验室等,展现湖湘科研人员自强不息的凌云壮志,感受长沙在全球科研平台中无可取代的核心竞争力,记录实验室在湖湘大地结出的科创硕果。

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洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室。

红网时刻新闻记者 何青 长沙报道

长沙市城南中路下麻园湾,穿过小巷,洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室藏于这闹市之中。

这个成立于2019年12月的实验室,其研究成果的重要应用之一就是依靠测绘地理信息技术,为洞庭湖“把脉”。

成立近4年来,实验室围绕地表覆盖多光谱遥感、地表形变干涉雷达遥感、水环境高光谱遥感和江湖格局演化等四个方向开展研究,取得了一批达到国内外先进水平的科研成果。

“洞庭湖区江湖格局演化与国土空间生态遥感监管”,就是实验室的标志性成果,省科技信息所组织专家评价,认为项目解决了洞庭湖近现代江湖格局演化等科学问题,突破了基于多光谱遥感、微波遥感、高光谱遥感在国土空间生态监测监管中的关键技术,研究成果“达到国际领先水平”。

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实验室学术委员会第一次会议现场。

四个方向开展研究

实验室与洞庭湖的故事,可以从2014年开始说起。

2014年,国务院批复《洞庭湖生态经济区规划》,标志着洞庭湖生态经济区建设正式成为国家战略。

掌控洞庭湖时空演变和国土空间生态状况,是实施洞庭湖生态修复保护的迫切需求。因此,当年湖南省自然资源厅(原湖南省国土资源厅)对“洞庭湖区地理国情监测”立项,组织省自然资源事务中心(原湖南省遥感中心)借力“天眼”新技术,开展洞庭湖区地理国情监测。

开展专项行动以来,中心利用遥感技术,密切监测洞庭湖湖区内非法畜禽养殖和非法围湖圈地等破坏洞庭湖生态环境的违法行为,并将监测成果及时上报相关部门。

有了天眼的把脉,及时拆除了多处违法围垸,使洞庭湖生态调节功能得到进一步恢复,为呵护一湖碧水提供有力的技术、数据支撑。

省重点实验室的申报对实验室基础条件、科研实力、学科团队、开放合作等要求较高。得益于前期的成果,2019年12月,湖南省科技厅批准建设洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室。

实验室由省自然资源厅推荐,依托省自然资源事务中心,联合中国地大(武汉),围绕地表覆盖多光谱遥感、地表形变干涉雷达遥感、水环境高光谱遥感和江湖格局演化等四个方向开展研究。

实验室共有固定人员有55人,国务院特殊津贴获得者2名,全国劳模2名,国家级青年人才1名,具有专业结构合理,以青年科技骨干为主体、老中青相结合、人才梯队结构明显等特点。

记录洞庭湖百年变化

以测绘遥感技术为支撑,这些年,实验室掌握了洞庭湖的百年变迁过程,基本查明了洞庭湖的湖泊萎缩、洲滩变迁、湿地保护等情况。

项目领头人、实验室主任、研究员级高工(二级)余德清,从小在洞庭湖边长大,见证着洞庭湖的变化,“要想彻底摸清洞庭湖湖泊演变的前因后果,必须追根溯源,掌握尽可能详实的历史资料数据。”

为了查明洞庭湖早年的数据资料,项目团队来到湖南省图书馆,找到了该馆珍藏的1896年(清光绪22年) 洞庭湖全图。这是迄今为止能收集到的洞庭湖地区最古老的地图。

不仅如此,还整合到了国内外的卫星遥感、航拍数据,从1954年苏联获取的航空像片,到1967年以来获取的各类卫星遥感影像。

采用遥感技术及人机交互式解译方法,同时利用这些不同时期卫星记录、航拍所得到的照片,按精细度整合湖泊的面积、水位、洲滩等元素,查明了1896年以来120多年间洞庭湖主湖泊面积变化情况和1954年以来零星湖泊的面积和空间分布情况。

百年来,洞庭湖有何变化?在实验室的图形工作站电脑前,实验室副主任,高级工程师贺秋华指着对比图向我们介绍,120多年间,洞庭湖主湖泊面积从5146.71平方公里减少到2702.74平方公里,减幅高达47.48%。

其中从1896年到1978年的82年间是湖泊面积的锐减时期,减少了2434.65平方公里。1978年到现在,湖面面积基本维持稳定。

这些数据,为服务洞庭湖生态经济区建设、保护洞庭湖生态环境提供了客观资料和科学依据。

测量洞庭湖水体反射光谱。

精准把脉提供决策支持

长江干线岳阳段原华龙砂石码头所在地,如今绿草茂盛。

华龙砂石码头拆除复绿的背后,就有实验室天眼的技术支持。

2018年以前,通过天眼技术监测下的这片区域,一直有块泥土颜色的“伤疤”,那就是砂石堆放的影像。高分辨率的卫星遥感影像图,成了整治进度和成效的有力证明。如今给洞庭湖拍的“CT”,“伤疤”不复存在,以一抹绿替代。

通过天眼,实验室对洞庭湖区河湖岸线砂石码头堆场与洞庭湖区内湖禁养区畜禽养殖建筑物进行了监测,一旦在遥感图上发现了违法围垸、畜禽养殖或者大片污染后,实验室成员还会到实地去核查,拍下真实照片。

再把这些把脉情况,及时交给相关部门,为决策部门提供更详实有力的依据。洞庭湖有何病症便能及时发现并采取有关措施进行“医治”。

以前,对于洞庭湖的管理依靠人力徒步巡查,费时费力且难以得知全部违法现象和具体违法过程。实验室的精准监测,进一步提升洞庭湖的管理和管护水平。

贺秋华介绍,从2014年开始,研究人员对洞庭湖自然保护区的地表覆盖持续进行监测,发现非法采砂现象减少了、禁养区范围内的畜禽养殖场少了、围网捕鱼的设施拆除了,破坏生态的行为逐渐得到遏制。

实验室的研究成果被地方政府、相关职能部门以及科研院所广泛采纳应用,被用于2021年“八省联考”高考地理试卷。

下一阶段,实验室将继续聚焦洞庭湖生态环境保护需求,协同自然资源部洞庭湖流域生态保护修复工程技术创新中心和自然资源部洞庭湖自然资源生态系统野外科学观测研究站的建设,开展集数据采集、基础理论研究、应用研究、成果转化为一体的大湖流域生态环境遥感监测应用研究。

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