探究黑龙江流域植被覆盖度时空动态特征及其对气候变化的响应,可为该地区3个国家(蒙古国、中国和俄罗斯)开展流域综合治理提供理论依据和数据支撑.本研究以黑龙江流域为对象,基于Google Earth Engine(GEE)平台提供的2000-2020年的MOD13Q1遥感数据,按最大值法合成归一化植被指数(ND VI),并利用像元二分模型计算植被覆盖度(FVC),采用Sen+MK趋势法分析植被覆盖度动态变化,利用皮尔逊相关系数量化植被覆盖度对气候变化的响应.结果表明:2000-2020年间,黑龙江流域FVC整体呈轻微减少趋势,年际变化率为0.1％,其中,蒙古国FVC呈波动上升趋势(0.13％),而俄罗斯(0.15％)和中国(0.08％)则呈轻微减少趋势;区域内FVC以轻微退化和严重退化为主,面积占比分别为34％和17％,而显著改善区域仅占9％;降水对研究区FVC的影响显著大于气温,降水和气温对FVC影响显著的面积占比分别为8.2％和2.2％,其中,降水与蒙古国区FVC的相关系数最高(r=0.446,P＜0.05),而与俄罗斯区FVC的相关系数最低(r=-0.442,P＜0.05).

系统掌握青藏高原植被覆盖度时空特征变化及驱动因素的影响,为生态可持续发展提供科学依据.本文利用2001-2020年MODIS-NDVI数据、地表温度数据、气象数据,采用像元二分模型、趋势分析、偏相关分析以及残差分析等方法,分析了青藏高原地区植被覆盖度时空变化特征及其与水热因子和人类活动的关系.结果表明:2001-2020年,青藏高原地区植被覆盖度总体呈波动上升趋势,空间上呈现由西北向东南阶梯状递增;植被覆盖度与气候因子呈一定程度的正相关性,降水与气温的作用呈现良好的互补性;植被覆盖与地表温度呈一定程度的负相关性,地表温度的升降幅度高于气温,热量因子中的气温更易成为限制植被生长的因素;人类活动对植被覆盖起到改善作用的区域主要分布于青海中北部地区、阿里地区北部,退化区域主要分布于玉树中东部地区的草地区域、那曲和拉萨等的部分地区.

内蒙古草原具有丰富的自然植被和矿产资源.本研究基于Landsat5/7/8 NDVI数据,采用像元二分模型反演植被覆盖度,通过Sen+MK和Hurst指数对内蒙古草原区植被覆盖度的稳定性、空间分布和未来演变趋势进行研究,并使用最优参数地理探测器分析植被覆盖度空间分异的驱动因素.结果表明:从植被覆盖特征来看,2006-2020年内蒙古草原区植被覆盖度呈增长趋势,整体呈现东高西低的空间格局,以高波动为主,植被具有轻微或明显改善特征的区域(64.8％)远多于轻微或严重退化特征的区域(23.2％).与过去15年相比,未来植被退化区域的面积占比预计将增加至36.6％,中部草原区的锡林郭勒盟和乌兰察布中部、东部草原区呼伦贝尔的西部和鄂尔多斯市的西部以及西部草原区乌海都有退化风险,应重点关注.从驱动因素来看,降水是内蒙古草原区空间分异性的主导因素,其与土壤类型、土地利用和气温3个因子的协同作用最显著.

净初级生产力(NPP)是反映陆地生态系统生产能力的指标,也是衡量生态质量的关键指标.NPP难以进行大面积实测,目前大多数评估生态系统质量使用的是分辨率较低的NPP产品,低分辨率NPP不能够捕捉到生态系统的细节特征,不利于小尺度区域生态系统质量评估.建立快速、高效的小尺度区域生态系统质量评估方法将有力推进我国生态系统保护和修复.本研究针对生态系统质量评估和NPP的计算方法,优化了 NPP的计算流程,使得NPP作为评估指标时不需要地面观测数据即可通过遥感反演得到,并建立回归模型遥感反演叶面积指数,采用像元二分法估算植被覆盖度,形成一套遥感快速评估生态系统质量的方法,并以南瓮河国家级自然保护区为例,评估其2001-2022年生态系统质量变化.结果表明:2001-2022年间,保护区生态系统质量整体良好,2022年质量等级良、优面积占比达85％以上;高植被覆盖度是保护区生态系统质量持续良好的中坚力量;2001-2022年,保护区生态系统质量呈先降低后升高的趋势,2013年为生态系统质量最低点.本研究构建方法在评估南瓮河国家级自然保护区生态系统质量上取得了良好效果.本研究提出的指标优化方法可助力小尺度区域生态系统质量快速、精准评估,可为生态系统质量的精准提升提供技术参考.

植被覆盖度研究一直是揭示自然生态系统演化以及人类活动与环境演化关系的重要路径.基于MODIS数据,结合像元二分模型和一元线性回归方法,定量估算东北老工业区2000—2015年的植被覆盖度及其时空变化特征,并特别分析辽宁省植被覆盖度变化与城市化水平的关系.结果表明,1)东北老工业区的植被覆盖度呈现"中部高-东西低-西部最低"的空间分布态势;2)黑龙江省和吉林省高植被覆盖区明显增加,但辽宁省高植被覆盖区面积比重由2000年全省总面积的49.99％下降到2015年的25.99％,这一变化情况在辽宁省城市化水平的空间差异中得到进一步的验证;3)除部分辽西城市植被退化趋势严重并且逐渐向东蔓延,东北老工业区植被覆盖表现出增加的趋势,特别是黑吉两省与内蒙古交界的大部分地区植被覆盖度明显提高.研究结果阐明了东北老工业区植被演化格局与过程,对推动绿色可持续转型及生态文明建设具有重要意义.

以江西省武功山山地草甸为研究区,基于4期TM(Thematic Mapper,专题测图仪)卫星遥感影像,提取NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数),采用像元二分模型,运用ENVI 5.1和ArcGIS 10.0软件计算得到武功山山地草甸的植被覆盖度分布格局及动态变化.研究结果表明:(1)研究期间山地草甸面积减少了9.72％,呈递减趋势.20年来随着武功山风景区成立—旅游业发展—山地草甸生态修复,山地草甸植被覆盖度增加和减少交替,总体呈上升趋势;(2)山地草甸植被覆盖度呈现东南高西北低的空间分布特征.低覆盖度草甸区集中在武功山山脉的西北侧坡面的崖壁和部分山脊线上,而高覆盖度草甸区多分布在武功山山脉的东南坡面;(3)研究区山地草甸退化与改善并存,山地草甸最北端和白鹤峰-九龙山区域的东南坡、南坡低海拔处植被总体呈退化特征;发云界南部的东坡植被总体呈现改善特征.研究期间山地草甸退化面积比改善面积多出1.78％.(4)山地草甸植被覆盖度的分布格局和地形因子存在较高的相关性(P＜0.05):植被覆盖度随着坡向的变化而呈规律性的变化,总体上山地草甸植被覆盖度的分布为阳坡＞平坡＞阴坡;植被覆盖度先是随着坡度的上升而升高,在坡度15°-25°时达到峰值,然后随坡度的上升而下降,在45°-90°最低;植被覆盖度随海拔升高呈波浪式下降,1000-1200m最高,在主峰山顶海拔1800-1918.3m最低.遥感解译检验结果证明采用此方法对大面积山地草甸覆盖度分布及变化进行反演可行而准确;在后续研究中将采用不同季相的多期影像数据提取NDVI对研究区植被覆盖度进行长期监测,以便更准确可靠地分析山地草甸演化过程和趋势.

目的:研究经皮内镜下前路经椎体打孔颈椎间盘髓核摘除术(anterior transcorporeal approach of percutaneous endoscopic cervical discectomy,ATPECD)不同角度、直径的椎体骨隧道对C4椎体上终板的生物力学影响.方法:采集1位健康男性志愿者的颈部CT图像,建立C2～T1三维有限元模型.验证模型的有效性后,选择C4椎体按破坏和不破坏终板2种方式和不同打孔直径建立AB 2组模型(A6、A8、A10和B6、B8、B10).对各模型施加1 N/m扭矩模拟颈椎屈曲运动,分析不同打孔方式和不同打孔直径对C4椎体上终板的生物力学影响.结果:①云图显示A组椎体上终板开口边缘均存在不同程度的应力集中,B组B10模型终板前份出现少量应力集中,其余模型无明显应力集中.2组模型上终板的应力集中范围和应力最大值均随钻孔直径增加而增加.2组模型C4上终板应力最大值分别为A6:11.51 MPa、A8:17.33 MPa、A10:18.49 MPa和B6:2.57 MPa、B8:2.89MPa、B10:3.65 MPa.②分析2种打孔方式在颈椎屈曲载荷下终板前后份的Mises应力分布.B6模型C4上终板前后份应力与正常模型相比无明显差异(P＞0.05),B8模型C4上终板前份Mises应力与正常模型相比无明显差异(P＞0.05),其他模型与正常模型存在明显差异(P=0.000).③对各模型C4上终板进行骨折风险预测,结果提示A组模型上终板均存在不同数量的骨折高风险单元(A6:0.8％;A8:2.3％;A10:7.2％),而B组模型上终板骨折风险较低.结论:ATPECD手术所建立的2种类型的骨隧道中,破坏上终板的骨隧道会导致终板开口边缘应力集中及终板骨折风险,而不破坏终板的骨隧道可以避免上述风险.为了将终板骨折风险控制在较低范围内,不破坏终板的骨隧道应控制直径在椎体前缘高度的2/3以内,破坏终板的骨隧道应控制直径在椎体前缘高度的1/2以内,并且应避免破坏终板中心区域.

利用MODIS-EVI数据,采用像元二分模型结合距平百分率、变异系数和分布指数对2000-2015年重庆植被覆盖度变化时空分异特征进行了分析,结果表明:(1)重庆植被年际、夏、秋季和2008-2015年春季以中覆盖度为主,冬季以及200-2007年春季以低覆盖度为主.(2)植被覆盖年际变化不明显;劣覆盖度在2000、2002、2003年春季,2001、2006年秋季以及2011年冬季异常偏多;低覆盖度在2000、2001年秋季异常偏多;高覆盖度在2000、2008年秋季和2014年春季异常偏少.(3)植被的波动变化除了冬季以中度为主外,年际、春、夏、秋季均以轻度为主;稳定比例最高为夏季,轻度比例最高为秋季,中度和重度比例最高为冬季.(4)稳定和轻度波动类型主要分布在山地森林和草地区,中度和重度波动类型主要是城镇、水域及其周边区域.在400m以下,植被变化为重度波动;在400-800m,植被年际和夏季趋于稳定分布,而春、秋、冬季为轻度波动;在800-1300m,植被年际和夏季为中度波动,春、秋、冬季为稳定分布;在1300m以上,植被年际和夏季呈现轻度波动,春季为中度波动,秋、冬季为稳定分布.

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年“5.12汶川地震”对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力.结果 表明:(1) 2006-2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69％.(2)2008年“5.12汶川地震”给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km2,占整个岷江上游面积的57％,2008-2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km2,占整个岷江上游面积的71％,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平.(3)岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40％以上;地貌类型、植被类型的解释力在20％—40％之间;坡度、坡向的解释力均小于1％.

目的 2017年美国放射学会(Americn College of Radiology,ACR)发布白皮书,将甲状腺结节根据超声表现量化评分,并进行风险分层,而乳腺结节在国内外至今尚未有明确的量化评分标准.通过危险因素评分法分析乳腺肿瘤患者的常规超声图文资料,评估乳腺实性结节的恶性风险,降低术前诊断难度.方法 分析2016-01-01-2018-04-30华北理工大学附属医院经乳腺组织活检或术后病理确诊的406例女性患者的乳腺超声图文资料,以乳腺影像报告数据系统(breast imaging reporting and data system,BI-RADS)诊断标准对图像进行标准化处理,以病理诊断结果为金标准,将单因素分析有意义的超声图像纳入二分类Logistics回归模型,筛选乳腺癌的超声危险征象,根据危险征象的回归系数β值确定不同超声征象积分,以累计积分的大小评估乳腺实性结节的恶性可能性.结果 单因素分析有统计学意义的常规超声征象纳入二元Logistic回归分析进行变量的筛选,最后纳入二元Logistic方程进入危险因素评分体系的超声危险征象有方位不平行(β=0.926、OR=2.525,P=0.048)、病灶边界不清(β=1.992、OR=7.331,P＜0.001)、内部回声不均匀(β=1.426、OR=4.160,P=0.016)、高回声晕(β=3.627、OR=26.235,P＜0.001)、微小钙化(β=1.455、OR=4.285,P=0.033)、穿支或粗大扭曲血管(β=2.262、OR=9.601,P=0.020)、内部或内部及周边血流分布(β=2.205、OR=9.301,P=0.020)、纵横比＞0.80(β=1.710、OR=5.526,P=0.001)及年龄等,年龄分层后分析统计量分别为＞45～50岁组(β=1.848、OR=6.346,P=0.001),＞50～55岁组(β=2.181、OR=8.857,P=0.004),＞55岁组(β=2.824、OR=16.836,P＜0.001),该评分体系评估乳腺实性结节恶性风险的准确性、灵敏度、特异度分别为95.9％(389/406)、96.2％(178/185)、95.5％(211/221);二元Logistics回归分析建立预测模型,其准确率、灵敏度、特异度分别为91.0％(369/406)、94.0％(174/185)、88.1％(195/221).结论 应用危险因素评分法以超声恶性危险征象累计积分的方法评估乳腺实性结节恶性风险,可以降低术前诊断难度,在临床实践中具有更高的客观性、实用性及可操作性.