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大气CO2浓度升高对稻田CH4排放及相关微生物过程影响研究进展
编辑人员丨3天前
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.
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编辑人员丨3天前
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2000-2022年江西省生态系统调节服务功能演变特征及气象影响
编辑人员丨3天前
江西省是全国首批生态文明示范省之一,探明气象条件对生态系统调节服务功能的影响,有利于因地制宜开展生态环境保护和修复工作.本研究基于2000-2022年MODIS数据、净初级生产力数据和逐月气象数据,采用水量平衡方程、土壤流失方程等模型,对江西省生态系统固碳、释氧、水源涵养、土壤保持4种调节服务功能进行测算,并利用趋势分析、偏相关分析方法分析4种调节服务功能的时空格局及其气象影响因素.结果表明:2000-2022年,江西省生态系统固碳量和释氧量年均值分别为178.8和130.0g·m-2,年均增加值分别为0.4和0.3 g·m-2,两者在空间分布上一致,全省有77.3%区域的固碳释氧年均值呈上升趋势.江西省水源涵养和土壤保持均值分别为591.8 mm和723.8 t·hm-2,两者在空间分布上较为一致,两者年均增加值分别为5.6 mm和3.7t·hm-2,全省分别有73.3%、69.3%区域的土壤保持和水源涵养功能稳步提升.植被的固碳释氧功能在月尺度、季节尺度与气温呈显著相关,两者的偏相关系数也高于其他因子,是影响生态系统固碳释氧功能的重要气象因子.无论在月尺度、季尺度还是年尺度上,降水量与水源涵养量和土壤保持量均呈显著正相关关系,是其最重要的气象影响因素.本研究揭示了 2000-2022年间气候变化对江西省生态系统调节服务功能的影响,可为切实保障江西省生态系统保护修复、提高生态文明建设的质量和效益提供科技支撑.
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编辑人员丨3天前
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基于乡镇尺度的儿童氟斑牙病情空间分布特征分析
编辑人员丨3天前
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.
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编辑人员丨3天前
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基于独立成分分析的神经精神性红斑狼疮患者MRI动态功能连接研究
编辑人员丨3天前
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。
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编辑人员丨3天前
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基于全脑静息态功能MRI的男性吸烟成瘾者内在神经时间尺度改变的分析
编辑人员丨3天前
目的:探讨基于全脑静息态功能磁共振成像(rs‐fMRI)的男性吸烟成瘾者内在神经时间尺度(INT)的异常改变。方法:病例对照研究。回顾性分析2019年1月至2021年12月通过网络平台招募的139名男性受试者相关临床资料及全脑rs‐fMRI数据。受试者年龄(34.1±8.8)岁。根据是否存在吸烟成瘾分为吸烟成瘾组( n=83)和健康对照者( n=56)。通过计算INT来反映受试者大脑神经活动动力学改变。首先采用单样本 t检验分别获得吸烟成瘾组及健康对照组全脑INT的空间分布图谱。然后采用双样本 t检验将年龄、受教育年限作为协变量,分析吸烟成瘾组与健康对照组INT的差异。最后采用Spearman相关分析探究显著差异脑区INT值与尼古丁依赖量表评分及吸烟指数的关系。 结果:吸烟成瘾组与健康对照组表现出相似的分层神经时间尺度模式,即在感觉运动区INT较短,在顶叶、后扣带回皮层的INT较长。此外,吸烟成瘾组在视觉皮层左侧枕中回( t峰值=-3.18)、左侧枕上回( t峰值=-3.66)、双侧距状裂周围皮层(左: t峰值=-3.02,右: t峰值=-3.22)、双侧舌回(左: t峰值=-3.10,右: t峰值=-3.04)、左侧楔叶( t峰值=-2.97)、默认网络相关脑区[(左侧楔前叶: t峰值=-3.23)、左侧角回( t峰值=-3.07)、左侧后扣带回皮层( t峰值=-3.54)]的INT较健康对照组显著减低(高斯随机场校正,体素水平均 P<0.005,团块水平均 P<0.05)。但未发现显著差异脑区INT值与尼古丁依赖量表评分及吸烟指数存在相关性(Bonferroni校正后均 P>0.05)。 结论:与健康对照者相比,吸烟成瘾者在视觉皮层及默认网络神经活动动力学方面存在异常改变。
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编辑人员丨3天前
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群落空间结构影响多种微生物感染伤口中金黄色葡萄球菌对药物的敏感性
编辑人员丨3天前
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。
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编辑人员丨3天前
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中国食管癌时空分布特征研究
编辑人员丨3天前
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。
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编辑人员丨3天前
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多尺度融合与注意力结合的头颈部危及器官自动分割
编辑人员丨3天前
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。
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编辑人员丨3天前
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基于 18F-APN-1607 PET影像的阿尔茨海默病tau蛋白沉积相关疾病模式探究
编辑人员丨3天前
目的:探究阿尔茨海默病(AD)患者 18F-APN-1607 PET影像脑内tau蛋白沉积相关疾病模式(tauRDP)。 方法:收集复旦大学附属华山医院17例AD患者[男6例,女11例;年龄(61.7±12.3)岁;简易精神状态检查量表(MMSE)评分(17.6±7.9)分]和10名年龄性别匹配的健康对照(NC)者[男6名,女4名;年龄(61.2±4.7)岁]的 18F-APN-1607脑影像。在体素层面使用基于主成分分析(PCA)的尺度子轮廓模型(SSM)技术构建tauRDP,计算每个样本tauRDP表达值,通过两样本 t检验比较tauRDP表达值在AD患者和健康对照者间的差异;使用Pearson相关分析AD患者tauRDP表达值与MMSE评分的相关性。 结果:AD患者的tauRDP脑区主要包括:中央前回、背外侧额上回、额中回、岛盖部额下回、三角部额下回、补充运动区、内侧额上回、左侧内侧和旁扣带脑回、右侧楔叶、枕上回、枕中回、中央后回、顶上回、顶下缘角回、缘上回、角回、楔前叶和颞中回。AD患者tauRDP表达值为(12.6±8.0),与NC(0.0±1.0)间差异有统计学意义( t=4.395, P<0.001),且AD组tauRDP表达值与MMSE得分相关( r=-0.566, P=0.018)。 结论:基于SSM/PCA方法建立的tauRDP可用于定量表达tau蛋白沉积空间分布异常,tauRDP表达值有潜力用于评估AD严重程度。
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编辑人员丨3天前
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基于深度卷积神经网络的眼底豹纹分割量化及应用
编辑人员丨3天前
目的:基于深度卷积神经网络(DCNN)方法自动测量彩色眼底像上全局和局部豹纹分布密度。方法:应用研究。将2021年5~ 7月于山东第一医科大学附属青岛眼科医院北部院区行近视手术的患者514例1 028只眼的1 005张彩色眼底像建立人工智能(AI)数据库。采用RGB颜色通道重标定方法(CCR算法)、基于Lab颜色空间的CLAHE算法、多重迭代照度估计的Retinex算法、具有色彩保护的多尺度Retinex算法对图像进行预处理。对比观察上述4种图像增强方法以及使用Dice损失、边缘重叠率损失和中心线损失对豹纹分割模型效果的影响。建立眼底豹纹分割模型识别全图范围内豹纹结构区域;构建眼底组织结构检测模型用于视盘及黄斑中心凹定位。计算视野范围内后极部豹纹密度(FTD )、黄斑区豹纹密度(MTD)、视盘区豹纹密度(PTD )。结果:应用CCR算法图像预处理和训练损失组合后,豹纹分割模型的Dice系数、准确率、灵敏度、特异性、约登指数分别达到0.723 4、94.25%、74.03%、96.00%和70.03%。模型自动测量的FTD、MTD、PTD值与人工标注测量值平均绝对误差分别为0.014 3、0.020 7、0.026 7,均方根误差则分别为0.017 8、0.032 3、0.036 5。结论:基于DCNN分割和检测方法能自动测量近视患者眼底全局和局部区域的豹纹分布密度,可以更准确地辅助临床监测和评估眼底豹纹改变对近视发展的影响。
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编辑人员丨3天前