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黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游果园红外温度观测数据集

在EC17号点果园设置的红外温度系统,可以为航空飞行数据反演地表温度产品提供果园地表温度的连续地面观测数据。 观测地点: 选择甘肃省农科院张掖试验场的大面积、均质的果园作为观测点,位于EC17号点旁,主要观测植被为苹果树冠层。该观测点坐标为:38°50'41.70"N,100°22'11.40"E。 测量仪器: 观测探头为一个垂直对地的S1-111红外温度探头(2012年新购置仪器,其出厂时默认设置的地表发射率为1,试验期间未进行黑体定标)。Campell CR850数采自动记录,果树高度4米,冠幅4×4米,探头架高4.55米。位于EC17西南方向4米处。 测量时间: 仪器从2012年8月3日起开始正常观测,截至2012年9月27日,进行不间断地24小时观测,1分钟记录一次数据,1分钟输出一组数据。 数据内容: 地表温度观测数据(Target_C_Avg,未进行地表比辐射率、背景温度的校正),SI-111仪器自身的表体温度(SBT_C_Avg)。数据最终被存储为1天1个独立文本文件,数据命名方式:数据格式+观测点名称+数据采样时间+日期+时间.dat。详细的数据表头信息见数据内的数据表头说明。

2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游CASI飞行同步植被叶绿素含量测量数据集(2012年7月8日)

植被叶绿素含量的测量是为了获取不同EC站点以及不同类型植被叶绿素的含量,并实现遥感反演的叶绿素产品的真实性检验。 观测仪器: 野外采样,室内丙酮萃取法测量。 测量方式: 为了分析株高对叶绿素含量的影响,根据玉米株高记录选择不同的样方进行采样,总共选择了11个玉米样方。为了比较不同植被类型的叶绿素含量,又选取了通量矩阵内EC1下的三种蔬菜类型以及湿地的芦苇样方。总共选取了19个不同的样方进行分析,所采样方交于河西学院生命科学学院实验室,进行叶绿素萃取,分别提取出所选样方的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量。 数据内容: 叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量 观测时间: 2012年7月8号

2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游覆盖度和生物量观测数据集(2014年)

本数据包括大满超级站、湿地、沙漠、荒漠和戈壁五个站点植被一个生长周期内的覆盖度数据集以及大满超级站玉米和湿地芦苇两种植被一个生长周期内的生物量数据集。观测时间自2014年5月10日开始,9月11日结束。 1覆盖度观测 1.1观测时间 1.1.1超级站:观测时间段2014年5月10日-9月11日, 7月20日以前每5天观测一次,7月20后每10天观测一次,共做了17次观测,具体观测时间如下; 超级站:2014-5-10、2014-5-15、2014-5-20、2014-5-25、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-15、2014-6-20、2014-6-25、2014-6-30、2014-7-5、2014-7-10、2014-7-15、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 1.1.2其它四个站:观测时间段2014年5月20日-9月15日,每10天观测一次,共做了11次观测,具体观测时间如下; 其它四个站:2014-5-10、2014-5-20、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-20、2014-6-30、2014-7-10、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 1.2观测方法 1.2.1测量仪器与原理: 采用数码相机拍照的方法测量,将数码相机置于简易支撑杆前端的仪器平台,保持拍摄的竖直向下,远程控制相机测量数据。观测架可以用来改变相机的拍摄高度,面向不同类型植被实现有针对性的测量。 1.2.2样方的设计 超级站:共取3块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量时沿两条对角线依次拍照,共取9-10张照片; 湿地站:共取2块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量拍9-10张照片; 其它3个站:选取1块样地,每块样地样方大小10×10米,每样地每次测量拍9-10张照片; 1.2.3拍摄方法 针对超级站玉米和湿地站芦苇,直接采用观测架观测,保证观测架上的相机距离植被冠层的高度远大于植被冠幅,在方形样方内沿着对角线采样,然后做算术平均。在视场角度不大(<30°)的情况下,视场内包括大于2个整周期的垄行,相片的边长与垄行平行;其它三个站点由于植被比较低矮,直接用相机垂直向下拍照(未使用支架)。 1.2.4 覆盖度计算 覆盖度计算由北京师范大学完成,采用一种自动分类方法,具体见 “建议参考文献”第1条文献。通过RGB颜色空间转换到更容易区分绿色植被的Lab空间,对绿度分量a的直方图进行聚类,分离出绿色植被和非绿色背景2组分,获得单张相片的植被覆盖度。该方法的优点在于其算法简单、易于实现而且自动化程度和精度较高。今后还需要更多的快速、自动、准确的分类方法,最大限度发挥数码相机方法的优势。 2生物量观测 2.1观测时间 2.1.1玉米:观测时间段2014年5月10日-9月11日, 7月20日以前每5天观测一次,7月20后每10天观测一次,共做了17次观测,具体观测时间如下; 超级站:2014-5-10、2014-5-15、2014-5-20、2014-5-25、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-15、2014-6-20、2014-6-25、2014-6-30、2014-7-5、2014-7-10、2014-7-15、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 2.1.2芦苇:观测时间段2014年5月20日-9月15日,每10天观测一次,共做了11次观测,具体观测时间如下; 2014-5-10、2014-5-20、2014-5-30、2014-6-10、2014-6-20、2014-6-30、2014-7-10、2014-7-20、2014-8-5、2014-8-17、2014-9-11 2.2观测方法 玉米:选取3块样地,每块样地每次观测选取代表样地平均水平的三株玉米分别称每株玉米的鲜重(地上生物量+地下生物量)和相应的干重(85℃恒温烘干),根据种植的株距和行距计算单位面积玉米的生物量; 芦苇:设置2个0.5mÍ0.5m的样方,齐地刈割,分别称取芦苇的鲜重(茎叶)和干重(85℃恒温烘干)。 2.3观测仪器 天平(精度0.01g)、烘箱。 3数据的存储 所有观测数据先手薄记录后整理到Excel表中存储,同时整理了玉米种植结构数据,包括种植的株距、行距,种植时间、灌水时间、除父本时间以及收割时间等相关信息。

2017-08-25

黑河流域绿洲作物种植结构及面积信息

包括黑河流域11个区县2000-2012年主要作物种植结构及面积信息(粮食、小麦、玉米、薯类、大豆、棉花、油料、蔬菜等)

2017-06-16

黑河流域沙冬青中的钾高效传输基因(2015-2016)

从沙冬青叶片中中克隆了一个典型Shaker型钾离子吸收通道基因AmKAT1。 对AmKAT1的电生理研究表明AmKAT1是一个受钾离子浓度调控K+吸收通道,该系统在细胞外钾离子浓度较高(10 mmol/L以上)时,方能行使向保卫细胞中输入K+的功能。这一与众不同的特征对沙冬青这样的旱生植物具有重要的生理意义:在细胞外低浓度钾离子条件下(无论钠离子浓度多高),AmKAT1难于开放,钾离子不能进入保卫细胞,保卫细胞就不会吸水膨胀,气孔也就难于打开,这样减少了沙冬青体内水分的蒸腾散失,增强了沙冬青在干旱环境中的生存能力。我们进一步深入研究了细胞外钾离子调控AmKAT1活性的机制,发现AmKAT1中至少两个位点参与钾离子的感应,现在已经确定一个位点位于通道孔区域。 此外,我们还克隆得到一个保卫细胞外向型K+通道AmGORK和慢阴离子通道AmSLAC1。荧光定量PCR结果显示,AmGORK主要在地上部表达,其转录水平不同程度地受到PEG模拟水分胁迫、ABA、NaCl及渗透胁迫处理等的影响。在非洲爪蟾卵母细胞异源系统中的电生理研究表明,蒙古沙冬青保卫细胞的AmGORK通道在膜电位去极化时能够介导K+的高效外排;该通道的激活具备典型电压依赖性和钾离子浓度依赖性,且受到钾离子通道抑制剂TEA和Ba2+的抑制;此外,AmGORK的活性受细胞外pH,而不受细胞外钙浓度的调控。这些结果表明,虽然蒙古沙冬青是一起源于数百万年前的耐干旱古老豆科灌木,其在K+主导的气孔关闭机制方面,与现有普通模式植物拟南芥高度相似。这些结果为初步揭示GORK类气孔调控通道在不同物种间及长期进化过程中的功能保守性,提供了证据。

2017-01-17

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(热扩散液流计-2015)

该数据集包含了2015年1月1日至12月31日期间水文气象观测网中热扩散液流计数据,研究区位于黑河下游内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗胡杨林。根据胡杨林的不同高度及胸径,选取样树安装热扩散液流计 (Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, TDP),采用国产TDP插针式热扩散植物液流计,型号为TDP30。在混合林站及胡杨站附近分别设置样地TDP1点和TDP2点。样树高度从高到低依次为TDP2(16.4米、18.3米、16.9米)、TDP1(12.5,米、13米、14米),胸径从大到小依次为TDP1(48厘米、41.6厘米、46.6厘米)、TDP2(33.8厘米、38.5厘米、42.3厘米),密度分别为TDP1(0.0158棵/平方米)、TDP2(0.0116棵/平方米),以此代表整个区域进行胡杨蒸腾量的测量。每棵样树安装两组探针,高度为1.3米,方位分别为样树正东和正西方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,采集频率为10s采集一次,平均为10分钟输出。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率V(cm/h)、液流通量Fs(cm3/h)和每天的蒸腾量Q(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的胡杨林面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Qiao et al. (2015)。

2016-07-22

黑河生态水文遥感试验:非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验-通量观测矩阵数据集(热扩散液流计)(2012年6月-9月)

该数据集包含了2012年6月14日至9月21日的通量观测矩阵中树干液流观测数据。研究区位于甘肃省张掖市盈科灌区内,根据防护林的不同高度及胸径,选取样树安装TDP(Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, 热扩散液流计),采用国产TDP插针式热扩散植物茎流计,型号为TDP30。样地依次为TDP-1点,TDP-2点和TDP-3点,分别位于LAS4-S,6号点和8号点附近。样树高度从高到低依次为TDP-2、TDP-1、TDP-3,胸径从大到小依次为TDP-2、TDP-3、TDP-1,以此代表整个区域进行树干液流的测量。探针安装高度为1.3米,安装方位为样树东南、西南和正北方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,采集频率为30秒,平均时间为10分钟。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率(cm/h)、液流通量(cm3/h)和每天的蒸腾量(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的防护林带面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 多尺度观测试验或站点信息请参考Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Qiao et al.(2015)。

2016-07-14

黑河生态水文遥感试验:非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验-通量观测矩阵(稳定同位素观测数据集)

该数据集包含了通量观测矩阵中15测点(大满超级站)2012年5月27日至9月21日的大气水汽氢氧稳定同位素比值和通量数据集、玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集;13测点航空遥感飞行时大气水汽氢氧稳定同位素比值数据集、13和15测点航空遥感飞行时玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集。站点位于甘肃省张掖市盈科灌区农田内,下垫面均是玉米。15测点的经纬度是100.3722E,38.8555N, 13测点的经纬度是 100.3785E,38.8607N,海拔1552.75m。15测点采用大气水汽δ18O和δD比值和通量的原位连续观测系统进行连续观测,该系统两个进气口高度为玉米冠层上方0.5m和1.5m,采样频率为0.2Hz,进气口切换时间为2min,数据时间间隔为1hr;玉米土壤和茎秆水样品的采样频率为1~3d。13测点采用大气水汽δ18O和δD比值和通量的移动观测系统进行短期观测;大气水汽、玉米土壤和茎秆水样品的采样频率与航空遥感飞行相匹配。 15测点大气水汽氢氧稳定同位素比值和通量数据集的项目包括:Timestamp(时间,timestamp without time zone),Number(有效数据数量),δD of r1(下进气口δD,‰),δD of r2(上进气口δD,‰),δ18O of r1(下进气口δ18O,‰),δ18O of r2上进气口δ18O(‰),vapor mixing ratio of r1(下进气口水汽混合比,mmol/mol),vapor mixing ratio of r2(上进气口水汽混合比,mmol/mol),δET_D(蒸散δD,‰),δET_18O(蒸散δ18O,‰);15测点玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),Remark(处理:裸地土壤Ld=1;覆膜土壤Fm=2;父本土壤F=3;茎秆Xylem=4),δD(‰),δ18O(‰)。15测点土壤蒸发和植物蒸腾占蒸散比例的数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),E/ET(土壤蒸发占蒸散比例,%),T/ET(植物蒸腾占蒸散比例,%)。植物蒸腾占蒸散的比例变异范围为53.6~99.8%,平均值(±标准偏差)86.7±5.2% 。土壤蒸发占蒸散的比例变异范围为0.2~46.4%,平均值(±标准偏差) 13.3 ±5.2%。 13测点航空遥感飞行时大气水汽氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp1(开始时间,timestamp without time zone),Timetamp2(结束时间,timestamp without time zone),Height(观测高度,cm),δD(‰),δ18O(‰)。13和15测点航空遥感飞行时玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),Remark(处理:裸地土壤Ld=1;覆膜土壤Fm=2;茎秆Xylem=4),δD(‰),δ18O(‰),Location(测点:13或15测点);缺失数据标记为-6999。 多尺度观测试验或站点信息请参考Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Wen et al.(2016)。

2016-07-14

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(热扩散液流计-2014)

该数据集包含了2014年1月1日至12月31日期间水文气象观测网下游混合林站和胡杨林站的热扩散液流计的观测数据。研究区位于内蒙古自治区阿拉善盟辖下的额济纳旗胡杨林,根据胡杨林的不同高度及胸径,选取样树安装TDP(Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, 热扩散液流计),采用国产TDP插针式热扩散茎流计,型号为TDP30。样地依次为TDP1点和TDP2点,分别位于混合林站及胡杨站附近。样树高度从高到低依次为TDP2、TDP1,胸径从大到小依次为TDP1、TDP2,以此代表整个区域进行树干液流的测量。探针安装高度为1.3米,安装方位为样树正东和正西方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,10s采集一次,输出平均周期为10分钟。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率(cm/h)、液流通量(cm3/h)和日蒸腾量(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的胡杨林面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;其中TDP2在1.1-2.8日由于供电问题数据缺失,2.8-3.13由于第三组探针的问题,该组数据缺失;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Qiao et al.(2015)。

2016-07-10

黑河流域典型荒漠植物耐旱机理的基因组学研究——数据集II(2014-2015)

一、数据概述 此数据汇交是“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划重点项目“黑河流域典型荒漠植物耐旱机理的基因组学研究”的第二次数据汇交。本项目的主要研究目标是以典型荒漠植物沙冬青为材料,利用目前国际上先进的新一代基因测序技术对沙冬青的全基因组序列及基因转录组序列进行解码,从而发掘与抗旱相关的基因和基因群组,并用转基因技术在模式植物(如拟南芥和水稻)中验证其抗旱性。 二、数据内容 1.沙冬青基因组和转录组的序列测定: 前期基因组预测序测得蒙古沙冬青的基因组大小约为926 Mb,GC含量36.88%,重复序列比例66%,基因组杂合率0.56%,表明其基因组重复序列多,杂合度较高,属复杂基因组。 基于这一预测序结果,我们随后开展了沙冬青基因组的深度测序,所得数据经组装后得到937 Mb的全基因组序列(表一),与前期预测的基因组大小基本一致。通过对沙冬青的转录组测序和序列组装(表二),获得了77,000余个基因编码序列(Unigene),对这些基因序列进行注释发现,绝大部分基因序列与豆科植物大豆、鹰嘴豆和菜豆等有较高的相似度(图一),与沙冬青属豆科植物的事实相符。 2.沙冬青简单重复序列(SSR)分子标记的发掘: 网络公共数据库已有公开发表的沙冬青转录组数据集,其样品采集地点是宁夏中卫市。而本项目组样品采集的地点是甘肃民勤县,为了研究这不同地区的沙冬青的序列是否具有序列多态性,我们首先鉴定了民勤县植物样品的基因组中的简单重复序列(SSR)分子标记(表三),随后与中卫市植物样品的转录组序列进行比较,发现部分SSR分子标记具有多态性(表四),这些分子标记可用于该物种植物的遗传图谱构建、QTL定位和遗传多样性分析等研究中。 三、数据处理说明 样品采集地点:甘肃民勤县,经纬度:北纬N38°34′25.93″ 东经E103°08′36.77″。基因组测序:共构建8个不同大小的基因组DNA文库,使用Illumina HiSeq 2500仪器测定。转录组测序:共构建24个转录组mRNA的文库,使用Illumina HiSeq 4000仪器测定。 四、数据的使用说明和意义 我们选定一种典型的荒漠植物作为研究对象,从基因组学的角度解析该荒漠植物的全基因组和转录组序列,发掘其中蕴藏的宝贵抗旱基因资源,并研究他们的抗旱机理,有利于沙冬青这一古老而重要植物资源的有效利用,以及黑河流域抗旱植物的遗传培育、生态恢复和可持续发展。

2016-04-12