科学评估我国典型粮食主产区耕地的潜在水分条件状况,继而"以水定地"实现耕地空间重构布局,对保障国家粮食安全、促进农业高质量发展具有重要现实意义.以河南沿黄的原阳县等6个产粮大县为研究区,从作物种植视角出发,基于耕地及作物分布数据、MODIS数据和长时间序列气象数据,通过构建区域遥感蒸散模型和水分平衡评价模型,精准揭示当地水分平衡状况及耕地利用下水分平衡效应,进而构建多智能体空间优化配置模型来实现耕地作物种植的空间重构.结果表明:(1)沿黄6县耕地面积占土地总面积的比例持续下降,其中2020年冬小麦和夏玉米播种面积分别占耕地总面积的74.75％和48.91％,种植模式以玉米小麦轮作为主,夏玉米单一型耕地分布零散且对应田块规模偏小;(2)地表蒸散量与有效降水量的时空错位引致当地水分平衡状态存在较大差异,全境缺水且水分亏缺量呈东北高、西南低的分布规律,应依据作物水分平衡态势的空间差异进行差别化灌溉管理;(3)耕地空间重构表现出明显的空间尺度性效应,且县域尺度的优化结果优于单一整体尺度,在保障粮食安全前提下,重构后的冬小麦和夏玉米水分亏缺情势均得到一定程度缓解,田块的空间积聚性和连片性更加有利于作物日常灌溉管理.河南沿黄区需大力推行"以水定地"耕地空间重构战略,以缓解耕地用水压力、促进农业可持续发展.

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。

群落间的相互作用可塑造群落功能是微生物生态的一个特点。微生物在感染人类，尤其是人类的慢性创面时，微生物群落间相互作用可能导致人类患更严重的疾病。金黄色葡萄球菌是人类慢性创面感染中最常见的微生物，与在同一伤口中出现的铜绿假单胞菌具有合作和竞争关系，但目前这种关系仅在体外研究中被证实。该研究在小鼠慢性溃疡创面中描述了金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的相互影响，两者在创面中以较高的细菌密度共存，并在高分辨率成像下呈斑块状分布，占伤口体积的5%~25%。进一步地，研究者们在毫米和微米2个尺度上观察了创面中细菌群落形成的空间结构，结果显示该结构很大程度上是由铜绿假单胞菌产生的抗菌剂2?庚基?4?羟基喹啉N?氧化物介导的，而铜绿假单胞菌产生的另一种抗菌剂绿脓素则对该结构的形成没有影响。另外，这种细菌群落的精确空间结构可以增强金黄色葡萄球菌对氨基糖苷类抗生素的耐受性，但不会增强其对万古霉素的耐受性。该研究结果为金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌共感染创面的生物地理学提供了机制上的解释，并暗示细菌群落的精确空间结构可能是创面感染中抗菌药物耐受性的关键决定因素。

前列腺成像报告和数据系统(PI-RADS)在前列腺癌的诊断中已在国际范围内广泛应用,但前列腺癌的早期精准诊断仍然存在一定的挑战性.现阶段PI-RADS评分中重要的参考序列扩散加权成像(DWI)仍存在一定的局限性.原因在于,传统的DWI存在长扩散时间的限制,其可探测的扩散受限范围约为一个细胞直径大小,反映的是组织细胞整体的综合扩散受限情况,无法进一步在亚细胞空间尺度上表征前列腺病变组织的微观病理学变化.如能突破这一局限性,或将增加前列腺癌早期诊断的准确度.而新型DWI技术即时间依赖扩散磁共振成像(td-dMRI)近年来备受关注.td-dMRI是一种基于振荡梯度自旋回波和脉冲梯度自旋回波的组合序列及有限光谱编辑扩散显微结构参数成像模型的磁共振成像方法,通过采集短及长扩散时间内的扩散信号,可以表征组织亚细胞尺度上的微观结构变化情况,在疾病诊疗方面展现出较大的应用潜能.本文对td-dMRI技术在前列腺癌诊疗中的应用技术原理、优势、应用价值以及所面临的挑战进行综述,分析该技术在临床显著性前列腺癌的早期检测、诊断及治疗方面的应用价值.

研究都市圈生态系统服务权衡协同关系对城镇空间扩张的响应,对区域城镇空间格局优化和高质量发展具有重要意义.本研究以广佛都市圈为研究区域,基于2000-2020年土地利用数据及自然生态环境等相关数据,选取景观格局指数测度城镇空间的规模、分布、形态维度的扩张特征,利用InVEST模型计算降温服务、生境质量、自然游憩和水源涵养4项主要生态系统服务,采用耦合协调度模型量化多元生态系统服务间的权衡协同关系,并通过多尺度地理加权回归模型探究其对城镇空间多维扩张的响应.结果表明:2000-2020年,广佛都市圈城镇用地规模持续增加,且2010-2020年间的增速加快,中心区城镇用地平均斑块面积增加和东北部小斑块的城镇用地增加,都市圈由"双中心"向"单中心"演化.广佛都市圈城镇用地斑块间距离较小,分布较为紧凑,新增城镇用地间距离较小,但近年来逐渐增大.城镇用地斑块形态整体较规整,复杂度较小,新增城镇用地的形态复杂度逐渐增加.广佛都市圈生态系统服务权衡协同关系变动较为剧烈,协同关系减少,权衡关系增加,且极度权衡关系逐渐占主导地位.广佛都市圈生态系统服务协同对城镇用地规模变化的响应最剧烈且具有空间异质性,对城镇用地分布和形态变化的响应存在阶段性差异.

放牧是草原生态系统最主要的人为干扰因素,也是草原群落构建的重要"外部"过滤因子.然而,关于放牧强度对草原群落构建的作用机制,尤其是在这一过程中种内性状分化和种间性状差异的相对作用目前的了解还比较有限.为此,该研究利用在内蒙古典型草原建立的长期放牧控制实验平台,采用土芯法(环刀)取样,系统分析了植物群落地上(株丛、叶片)和地下(根系)性状对放牧的响应.通过环刀-小区和小区-样地两个推绎尺度,研究了基于种内与种间性状变异的放牧强度过滤作用.研究结果表明:(1)随着放牧强度的增加,大多数地上性状的种内和种间变异呈增加趋势,而根系性状的种内和种间变异则显著降低.(2)随着放牧强度的增加,在环刀尺度上,基于地上性状的种内变异和种间差异的放牧过滤强度先增大后减小,在中度放牧时达到最大;然而基于地下性状的种内变异和种间差异的放牧过滤强度逐渐增加.在小区尺度上,基于地上性状的种内变异和种间差异的放牧过滤强度呈线性降低趋势;而基于地下性状种内变异的放牧过滤强度增加,基于种间差异的放牧过滤强度减弱.(3)随着空间尺度增大,放牧强度对草原群落构建的影响由基于种间性状差异的过滤作用逐渐转变为基于种内性状变异的过滤作用,此过程受土壤水分和养分的调控.这些研究结果为深入揭示放牧对草原群落构建的调控机制提供了科学依据,也为正确理解长期放牧导致的植被景观异质性和尺度效应评估提供了重要参考.该研究中叶片和根系性状主要考虑了结构性状,因此具有一定的局限性,未来研究可结合叶片和根系碳氮含量等化学性状指标,以全面理解放牧对植物地上、地下性状变异的调控机制.

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.

林冠穿透雨空间异质性(即不同冠层位置穿透雨量的非均一性)及其在一定时间段内的持续性(即时间稳定性)关系着土壤水分补给数量和效率,通过影响资源有效性作用于植物个体竞争和群落演替.本研究基于关键词检索并分析整理了 Web of Science和中国知网数据库2000-2022年发表的554篇相关主题论文数据,量化并对比了全球不同气候带和植物功能型的穿透雨数量、空间异质性及其时间稳定性特征.结果表明:全球范围内旱区穿透雨比例(72.0％±13.6％)小于湿润(75.1％±9.3％)和半湿润区(79.9％±10.4％),热带(80.9％±14.6％)高于暖温带(74.2％±7.5％)和冷温带(74.1％±14.6％),灌木(68.9％±14.9％)小于乔木(76.7％±9.1％),但阔叶植物(75.2％±11.1％)和针叶植物(75.1％±9.9％)、常绿植物(76.7％±10.0％)和落叶植物(74.7％±11.9％)的林冠穿透雨比例接近,其空间变异系数在上述不同干湿区、温度带和植物功能型之间差异均不显著.穿透雨空间分布格局易保持相对稳定,冠层结构是影响其时间稳定性的主导因子,但缺乏不同时间尺度上典型地理单元(即地理环境条件基本一致的空间单元)之间的对比.建议未来研究通过向上延展至基于全球的空间尺度规律汇总,向下延展至基于过程的时间尺度机制分析,刻画穿透雨空间分布动态变化,并统一观测规范来增进不同研究之间的可参比性,以高效推进林冠穿透雨研究,为保护自然、管理人工、恢复受损生态系统提供生态水文依据.