稻田是甲烷(CH4)的重要排放源之一,其对全球气候变化有着重要影响.大气CO2浓度升高(e[CO2])对稻田生态系统碳循环具有重要作用,阐明e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响对稻田生态系统的固碳和减排具有重要意义.本文综述了 e[CO2]对稻田CH4排放及碳循环相关功能微生物活性、丰度、群落组成和多样性的影响,梳理了 e[CO2]背景下不同微生物过程在稻田CH4减排中的作用及其主要环境影响因素.总体而言,不同e[CO2]平台类型、熏蒸年限、浓度梯度以及增加方式均对稻田CH4排放有着一定影响.e[CO2]促进了稻田CH4排放,但会随着CO2熏蒸年限的增加而逐渐降低,这说明稻田CH4排放相关微生物对e[CO2]具有一定适应性;e[CO2]对稻田CH4排放的促进作用呈先减弱后增强的趋势;骤增处理可能会高估稻田CH4排放.e[CO2]对相关微生物过程的影响主要表现为:e[CO2]提高了产甲烷菌、甲烷好氧氧化菌和厌氧氧化菌活性及主要功能微生物丰度;e[CO2]使甲烷氧化菌群落组成和多样性发生显著改变,但对产甲烷菌和甲烷厌氧氧化菌群落组成和多样性影响不大.最后,本文对未来相关的研究方向进行了展望:1)可综合探究e[CO2]对稻田CH4排放及产甲烷过程、甲烷好氧和厌氧氧化过程的影响,以更好地揭示气候变化对稻田CH4排放的机理;2)应在长期条件下探究e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响机制,结果将更为真实、准确;3)需进行多尺度(时间和空间)、多要素(CO2浓度、温度、大气氮沉降和水分管理措施)以及多方法(观测、数据与模型相结合)等综合研究,以有效降低未来气候变化情景下稻田CH4排放及相关微生物过程对e[CO2]响应评估的不确定性.

目的 在乡镇水平上探索氟斑牙病情空间分布和聚集性特征.方法 选取天津市2020年8～12周岁儿童氟斑牙检查数据,在乡镇尺度上建立氟斑牙病情空间地理信息数据库,采用MapInfo、GeoDa和SaTScan软件进行儿童氟斑牙病情的空间分布描述、自相关分析及空间扫描分析.结果 儿童氟斑牙患病率为36.23％,氟斑牙指数为0.70,呈轻微流行状态.全局自相关分析结果显示,儿童氟斑牙指数空间分布整体上存在正相关性(Moran's I=0.4807,Z=12.1711,P＜0.001),不同性别和年龄儿童氟斑牙指数空间分布也存在正相关性.局部自相关分析结果显示,H-H聚集区分布在武清区、北辰区等10个乡镇;L-L聚集区散在分布于西青区、津南区等4个乡镇;分层分析发现,随年龄降低,H-H聚集区乡镇数有减少趋势,L-L聚集区乡镇数有增加趋势.SaTScan空间扫描检测到一个高值和一个低值聚集区域,高值聚集区域与局部空间自相关分析结果基本吻合.结论 天津市儿童氟斑牙病情分布存在显著的空间聚集现象,高-高聚集区是需要着重防控的重点区域.

目的:应用基于独立成分分析的动态功能连接（dFC）分析方法探讨神经精神性红斑狼疮（NPSLE）患者脑功能连接的动态特征异常及其与临床指标的相关性。方法:前瞻性收集2018年7月至2019年9月郑州大学第一附属医院确诊的NPSLE女性患者临床和影像资料，并记录患者的补体C3、C4、CH50水平、糖皮质激素泼尼松用量、疾病活动指数（SLEDAI）评分和损害指数（SDI）评分。同期收集年龄、性别相匹配的健康对照（HC）。所有被试均行静息态功能MRI（rs-fMRI）检查。使用GIFT软件对MRI数据进行空间组独立成分分析并挑选出29个独立成分（IC）作为内在连接网络；使用滑动时间窗技术进行dFC分析得到5个功能连接状态（state）及dFC指标（时间分数、平均停留时间、转换次数）。采用两独立样本 t检验计算不同状态内功能连接的组间差异，采用Mann-Whitney U检验计算dFC指标的组间差异，采用Spearman相关分析计算NPSLE组的dFC指标与临床资料的相关性。 结果:共入组45例NPSLE患者和35名HC，两组在年龄、受教育程度上差异均无统计学意义（ t=-0.327、-0.460， P>0.05）。在state4弱连接中，NPSLE组与HC组相比，时间分数增大，平均停留时间增多，差异均有统计学意义（ Z=-2.496、-2.462， P<0.05）；在state3强连接中，NPSLE组与HC组相比，小脑后叶脑区（IC39）与基底节脑区（IC10）之间功能连接（FC）增强（ t=-5.201， P<0.05），小脑后叶脑区（IC39）与颞叶脑区（IC5）、颞叶脑区（IC7）、顶上小叶脑区（IC65）（ t=4.212、5.572、4.415， P<0.05）、中央旁小叶脑区（IC12）与后扣带回脑区（IC15）之间FC减弱（ t=3.893， P<0.05）。NPSLE患者的SDI评分与state1、state3强连接状态的时间分数及平均停留时间均呈负相关（ P<0.05），SLEDAI评分与state1、state2强连接状态的时间分数、平均停留时间均呈负相关（ P<0.05），SDI及SLEDAI分别与state4弱连接状态的时间分数、平均停留时间均呈正相关（ P<0.05）。NPSLE患者的血清补体C3、C4、CH50水平分别与转换次数呈正相关（ r=0.428、0.354、0.385， P<0.05）；糖皮质激素泼尼松用量与转换次数呈负相关（ r=-0.466， P=0.001）。验证分析可有效重复实验结果。 结论:基于独立成分分析的dFC方法能够在更短的时间尺度上有效识别NPSLE患者脑功能连接的变化，为进一步探索NPSLE认知障碍的神经影像学机制提供新的视角。

目的:采用空间流行病学方法，以县（市、区）为尺度，探索中国居民食管癌发病率和死亡率的时间变化趋势和空间分布特征，为食管癌的防治工作提供本土化证据。方法:数据来源为国家癌症中心发布的2008—2019版《中国肿瘤登记年报》中2005—2016年食管癌发病率（粗率）和死亡率（粗率），采用Joinpoint模型进行时间趋势分析。选取2016年肿瘤登记地区作为空间特征分析的研究区域，共计487个县（市、区），覆盖27.6%的中国人口数。使用Arcgis 10.6软件进行空间自相关分析揭示空间分布特征，使用SaTScan 9.5软件进行空间扫描统计分析空间聚类特征，计算不同窗口下的对数似然比（ LLR）和相对危险度（ RR）， LLR值最大的区域代表最有可能的聚类。 结果:2005—2016年中国食管癌发病率和死亡率呈现先升后降的趋势。2016年食管癌的发病率和死亡率具有空间正相关性特征，高发病率和高死亡率主要聚集在淮河流经的地区，一级聚集区（高发病率聚集区 LLR=6 374.41 ，RR=2.37， P＜0.001）主要分布在华东地区的江苏省、安徽省、山东省和华中地区的河南省东部、河北省南部，二级聚集区（高发病率聚集区 LLR=1 971.19， RR=1.91， P＜0.001）主要分布在甘肃省、宁夏回族自治区、陕西省、四川省等中西部地区。 结论:2010年以来中国食管癌发病率和死亡率有所下降。食管癌疾病负担具有明显的空间差异性，对于淮河流域等高危聚集区应因地制宜采取措施。

目的:开发一种多尺度融合与注意力机制结合的头颈部肿瘤放疗危及器官图像分割方法。方法:基于U-Net卷积神经网络，为增强分割模型的特征表达能力，将空间和通道注意力模块与U-Net模型相结合，提高与分割任务相关性更大的特征通道权重；在网络模型编码阶段引入本文提出的多尺度特征融合算法，补充模型下采样过程中损失的特征信息。使用戴斯相似性系数（DSC）和95%豪斯多夫距离（HD）作为不同深度学习模型之间比较的性能评估标准。结果:在医学图像计算和计算机辅助干预国际会议（MICCAI）StructSeg 2019数据集上进行头颈部22个危及器官的分割。相比于已有方法，本文提出的分割方法平均DSC提升了3%~6%，22种头颈部危及器官的分割平均DSC为78.90%，平均95%HD为6.23 mm。结论:基于多尺度融合和注意力机制的U-Net卷积神经网络对头颈部危及器官达到了更好的分割精度，有望在临床应用中提高医生的工作效率。

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点.而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定.为此提出不同尺度模型相互耦合的水土流失监测体系,从三级顺序"坡-沟-河"结构,全面反演流域水沙的时空动态迁移过程.基于多模型耦合体系的流域应用表明:①单一模型在濑溪河流域都表现出良好的适用性和准确性.RUSLE模型预测结果与实际侵蚀规律高度吻合,SWAT模型参数率定的纳什效率系数(NSE)和决定性系数(R2)均达到0.6以上,模拟预测结果鲁棒性较好.②不同侵蚀模型的特征反演相互关联程度都达到极显著相关水平.WEPP和SWAT模型间R2为0.96,RUSLE和WEPP模型间R2为0.77,RUSLE和SWAT模型间R2为0.58,分析表明坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的.③多模型耦合的水土流失全过程风险评价较单一模型更为全面.通过对土壤侵蚀物理过程的空间耦合,实现流域土壤侵蚀、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性评价,利于从不同尺度全面反演流域水沙输移的时空动态迁移过程和预测侵蚀风险发生规律.

针对脑瘤图像分割网络的跳跃连接引起的语义特征传递不平衡,以及多尺度特征关联不足,导致细节特征丢失,从而造成对细小目标肿瘤的分割精度不佳的问题,提出一种改进的Res-Unet框架的分割模型.该模型引入多尺度注意力融合模块,通过混合多尺度特征使模型更好地适应不同尺寸的肿瘤;该模型在跳跃连接中引入空间注意力模块,增强特征表达同时避免无用信息的干扰,保留特征图空间细节特征;最后通过辅助分类器模块,在解码器部分对不同尺度特征图进行特征预测.使用BraTS2020数据集进行实验和评估,使用Dice系数来评估模型分割效果.结果显示,改进的网络在全肿瘤区域、肿瘤核心区域和增强肿瘤区域的Dice系数分别为0.8877、0.8229、0.8027,相比于通道注意力模型增强肿瘤区域和肿瘤核心区域的系数分别提升2.6%和0.14%,证明改进模型在脑瘤核磁共振图像分割的有效性和精确性.

为探究小型河口浮游植物群落的时空变化特点,于丰水期、平水期及枯水期采集甬江口表层水样,分析浮游植物的主要驱动因子.结果表明:共检出浮游植物9门123属358种,丰水期、平水期和枯水期物种数分别为 276、154 和 151 种,丰度分别为(170.45±225.43)x103、(51.92±30.28)×103和(31.65±12.79)×103 cells·L-1.浮游植物群落以硅藻为主,优势种有梅尼小环藻、中肋骨条藻、具槽帕拉藻等.Shannon多样性指数与Pielou均匀度指数在丰水期由口门内向口门外呈下降趋势,在平水期和枯水期空间差异较小.多维尺度分析和相似性分析表明,不同区域(口门内、口门和口门外)与不同水文期的浮游植物群落组成均差异显著.相关性分析表明,在丰水期,浮游植物丰度与温度、溶解无机氮、活性磷酸盐呈显著正相关,与盐度呈显著负相关;在平水期,丰度与温度呈显著负相关;在枯水期,丰度与环境因子无明显相关性.冗余分析表明,温度、盐度、铵氮和活性磷酸盐分别解释了浮游植物群落变化的19.5％、11.9％、9.4％和8.2％.甬江口浮游植物群落以硅藻主导,温度、盐度和营养盐是其主要驱动因子.

针对结核病病原体在痰涂片图像背景复杂且目标小,人工筛查成本较高的问题,提出了一种基于YOLOv8s的结核病病原体检测方法.首先,采用基于空间和通道重构卷积改进的结构来限制特征冗余.其次,引入了坐标注意力来扩大模型的感受野.再者,使用空间金字塔池化跨阶段局部网络来提取不同尺度上的特征信息.最后,嵌入基于归一化的注意力机制抑制不太显著的特征.实验结果表明,在公开数据集上,改进网络模型与原YOLOv8s模型相比,精确率和召回率分别提升2.7%和1.5%,置信度为0.5时的平均精度均值提高了2.3%,该模型能够有效辅助影像科医师进行诊断.

研究气候变化和人类活动对植被变化的影响是有效生态系统管理的基础.本研究基于2002-2020年250 m MODIS-NDVI数据,采用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall趋势分析从像元尺度量化了湖南省植被动态演变趋势;结合气象、夜间灯光指数、土地覆盖等数据,采用残差分析和相关分析等方法,从像元和县域两个尺度揭示了人类活动和气候变化对植被动态演变的影响.结果表明:2002-2020年,湖南省归一化植被指数(NDVI)动态演变呈"整体改善、局部退化"的空间格局,显著改善的区域占研究区总面积的64.9％,主要分布于湖南省西部和中南部;显著退化的区域占研究区总面积的1.4％,主要分布于城市化区域和洞庭湖平原的耕地区域.人类活动和气候变化共同促进研究区67.9％的植被改善;人类活动和气候变化单独对植被NDVI动态演变的贡献率分别为96％、4％;人类活动对所有区县植被演变的贡献率均超过80％.人类活动对植被演变的影响存在显著空间异质性.城市扩张导致新城区植被退化,但老城区出现植被恢复的现象;生态工程则促进了湖南省西部植被恢复.本研究结果有助于深入认识湖南省植被演变时空格局及其对气候变化和不同人类活动的响应,可为制定有效的生态恢复策略提供科学依据.