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杭师大学生研发湿地评价方法获国家专利公开号

中国教育在线  记者 陈显婷 通讯员 陈鑫  2015-06-10    

  近日,杭州师范大学理学院本科生李炆炆等5名在校生研发的“一种基于遥感技术的湿地生态系统健康综合评价方法”向国家知识产权局申请发明专利,并成功获得申请号和公开号。该校遥感研究所张登荣教授和胡潭高博士一致认为,这一发明对于杭州西溪湿地的保护和监测意义重大,并可应用到其他城市湿地的健康评价、景观规划等工作,为绿色智慧城市建设提供决策服务。

  上世纪70年代,西溪湿地约占地60平方公里,水质达Ⅱ类标准,可直接作饮用水。最近20年来,由于工业化、城市化、人为污染,西溪湿地河道淤塞,面积锐减,水质劣化,生态功能严重退化。2009年西溪国家湿地公园成功加入国际重要湿地名录,开启了我国城市湿地保护与利用的“西溪模式”,获得了世界认可。与此同时,能有一个成本低廉、准确度高的湿地生态系统健康综合评价方法也变得更为重要。

  跨学科研究的挑战

  吸引本科生开始湿地研究

  两年前的“图形图像处理”课上,杭师大副教授胡潭高“相中”了物理系大二学生李炆炆,邀请她加盟自己正在做的国家自然科学基金课题“基于遥感技术的西溪湿地景观格局演变与驱动机制分析”研究。

  “这项研究涉及物理学、地理学、环境科学等多个学科,再加上对湿地研究的好奇,我就参加了这个团队,分到的任务是研发湿地生态系统健康综合评价方法。”李炆炆告诉记者。此前,她刚参加过学校“挑战杯”大赛,并获得二等奖的好成绩,这也是胡潭高选中他的原因。

  “但没想到难度远远超出了当时的想象。”回顾两年的研究,李炆炆这样认为。他们碰到的第一个难题是软件arcGIS的使用。“全英文的版本,而且全是翻成中文都看不懂的‘术语’”。在胡潭高手把手的指导下,大家一步步学,一项项功能试用过来,仅仅适应这个“工具”就用了一周多的时间。

  她的小组共有5名同学,分别来自物理、地理和环境科学三个专业,一年后,随着一位同学的毕业,小组成员只剩下了4个人,然而工作量却依旧很大。

  为给西溪湿地做健康评价

  除夕前还曾连续通宵

  4人小组面对的工作是把2000年、2007年、2012年的遥感影像,手工分出水域、绿地、裸地、建筑等不同的地物类型,并以10种二级分类标准进行标识。在3个月的时间内,李炆炆除了上课时间,就都在电脑前工作,每天晚上12点后休息是常态。“为了在年前完成这项基础工作,我们几个人除夕前还在持续通宵。”李炆炆告诉记者。

  不过,当经过多次修改的数张“西溪湿地空间分布图”出现在面前时,同学们还是很激动的。“那画面,特别壮观”。李炆炆指着密密麻麻五颜六色的成图说。

  然而这只是完成了第一步,最关键的是要选好参数,这也是这个课题难度最大的地方。小组成员经过反复商量、实验,历时近1年,最终选定景观多样性变化和景观破碎度为两个主要指标。“前者能间接反映湿地生态健康状况,而后者则是生物多样性丧失的重要原因之一”。李炆炆告诉记者。这样的选择也得到了指导老师的认可。

  研究成果先为西溪湿地把脉

  适用于其他类型的城市湿地监测

  用这一方法对西溪湿地进行评估,研究团队认为,几年来,研究区非湿地景观斑块面积、数量正在增加,湿地景观斑块面积、数量呈减少趋势。他们建议:为了保护和可持续利用西溪湿地,应采取综合保护工程,通过控制建设用地、河道疏浚、部分恢复河流和库塘面积与植被等问题,尽量保护和恢复湿地的生态原貌,充分发挥其“城市绿肾”的作用。

  “目前,这一评价方法已经在西溪湿地得到了成功的应用,并计划将该成果陆续推广到其他类似的城市湿地中,为城市生态环境保护工作提供帮助。”李炆炆告诉记者。

  “这个项目立意新颖,紧贴当下社会热点,应用性极强,研究成果能切实为社会服务,很适合让学有余力的学生开展研究,也能让学生在本科阶段就开始学术上的探索,激发他们的科研兴趣。事实证明,这种以科研为导向的新型教学培养模式效果很好。”张登荣表示。

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