目的:全面评估常见静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）指标检测儿童失神性癫痫（CAE）异常脑活动的能力。方法:回顾性收集自2010年2月至2021年9月于南京大学医学院附属金陵医院就诊的20例CAE患儿的同步采集脑电图-功能磁共振成像（fMRI）数据，排除2例头动较大的CAE患儿后，共18例患儿的44段发放状态fMRI数据用于后续研究，使用广义线性模型计算获得了癫痫放电相关的激活图。同时纳入94名年龄和性别相匹配的健康对照，采集其rs-fMRI数据。基于fMRI数据集，计算12种常见rs-fMRI指标［低频振幅（ALFF）、分数低频振幅（fALFF）、局部一致性（ReHo）、功能连接密度（FCD）、长程FCD、短程FCD、流入格兰杰因果关系密度（GCD-in）、流出GCD（GCD-out）、净流入GCD（GCD-int）、rs-fMRI滞后分析（RSLA）、Hurst指数及大脑熵值］，并采用两样本 t检验，比较并获取了患儿组与健康对照组之间的差异脑图，采用戴斯系数评价各指标与激活图的重合度。 结果:CAE患儿癫痫放电相关的血氧水平依赖正激活主要在双侧丘脑，负激活主要在默认模式网络（DMN）相关脑区。各种静息态指标检测到的异常脑区之间存在明显的重叠：与健康对照组相比，CAE患儿静息态指标ALFF、fALFF、ReHo、Hurst指数、GCD-in、GCD-out及短程FCD在双侧丘脑升高，而FCD、长程FCD、GCD-int及RSLA降低；与健康对照组相比，CAE患儿ALFF、fALFF、ReHo、短程FCD、GCD-out、RSLA及大脑熵值在DMN降低，而FCD、长程FCD、GCD-in及GCD-int升高。FCD系列指标与全面棘慢波放电相关的血氧水平依赖激活脑图的戴斯系数最高（长程FCD的戴斯系数为0.365，FCD则为0.362），而Hurst指数表现最低（戴斯系数为0.142）。结论:多个rs-fMRI指标不同程度地反映了CAE患儿异常脑活动变化，其中FCD分析对CAE患儿的癫痫活动有较好的检测能力。rs-fMRI技术有助于理解CAE的病理生理机制，寻找可靠的影像学标志物。

植被在水、碳循环和能量流动中起着重要作用,是调节陆地碳平衡和反映气候变化、人类活动的重要指标.本研究采用Mann-Kendall检验、Theil-Sen Median分析、Hurst指数和变异系数等方法分析2000-2020年赣南生长季植被归一化植被指数(NDVI)的时空变化,用地理探测器综合分析气候、地形、土壤和人为因子等对植被NDVI空间分异的影响.结果表明:2000-2020年,植被NDVI以0.003·a-1的速率波动上升.高等级和中高等级植被NDVI面积占比分别为55.8％和41.9％,低波动变化和较低波动变化的区域面积占比为92.3％.植被NDVI极显著改善和显著改善面积占比分别为40.4％、19.4％,极显著退化和显著退化面积总占比仅为2.2％,持续改善和未来改善面积占比分别为28.0％和60.2％.高程、降水量、相对湿度、温度、地貌类型、土地利用类型、人口密度和夜间灯光指数为研究区植被NDVI的主要影响因子,其次是坡度、土壤类型和GDP,坡向和植被类型为间接影响因子.研究期间,赣南植被NDVI整体上稳定性较好,未来植被变化趋势以改善为主,人为因子中土地利用类型、人口密度和夜间灯光指数对植被NDVI的影响整体呈上升趋势.

目的 研究健康成人在不同年龄段的功能特点可以更好地理解人脑的老化过程,Hurst指数可以测量静息态功能磁共振成像时间序列的复杂度.既往对大脑复杂度随年龄变化的研究,还存在样本量小、未考虑复杂度的动态变化等局限性.因而有必要在大样本被试上通过刻画复杂度的动态变化特性,来研究人脑随年龄变化的规律.方法 选择19～80 岁的458 名健康成人静息态功能磁共振成像数据,划分为青年组(n=213)、中年组(n=142)和老年组(n=103),通过滑窗法来计算动态Hurst指数,并进一步提取其平均值、标准差和变异系数特征来描述人脑的动态复杂度水平和波动程度,最后通过统计分析来评判不同年龄组被试的复杂度差异.结果 在平均值特征上,双侧颞上回、双侧岛回、右侧扣带回和双侧腹中侧枕叶皮层的复杂度随年龄增长而降低,而双侧眶回和左侧楔前叶的复杂度则随年龄的增长而呈现出倒U形变化;在标准差和变异系数特征上,老年组在右侧楔前叶的动态复杂度显著大于青年组和中年组.结论 人脑老化过程中全脑复杂度动态变化模式并不一致,且在不同的年龄段上,局部脑区存在不同的组间统计显著差异模式.该结果可以为研究者理解正常老化的功能机制提供帮助.

近年来由于受全球气候变化和频繁人类活动的影响,水文序列的纯随机成分叠加了跳跃、趋势、周期、相依中的任意一种或多种变异成分,急需明确采用何种指标度量它们变异的程度.本文定义了基于Hurst系数与Bartels统计量的水文变异度以衡量其变异程度,采用蒙特卡洛统计试验方法检验并分析了它们对不同变异成分的敏感性.结果表明:当水文序列存在跳跃、趋势变异时,Hurst变异度和Bartels变异度均能反映其变异状况,但Hurst变异度对微弱的跳跃或趋势变异更敏感;当序列存在周期变异时,仅Bartels变异度能反映序列的周期变异程度;当序列存在相依变异时,Hurst变异度和Bartels变异度均能反映其变异程度,但Bartels变异度能反映更加微弱的相依变异程度;Hurst变异度、Bartels变异度均随着4种成分变异幅度的增大而增大,说明Hurst变异度、Bartels变异度可以衡量水文序列的变异程度.以澜沧江流域各气象站气温序列为例,发现各站气温出现了向上的趋势或跳跃变异,说明整个流域近年来出现了气候变暖的现象,且上、下游气温变异度更高,体现出本文所提方法的实用性.

中国南方喀斯特地区广泛面临着生态问题,植被的保护与恢复倍受关注,对这一区域植被覆盖的进行监测和预测是非常必要的.以MODIS-NDVI为数据源,分析2000-2016年间,研究区不同地质背景,多种土地覆被类型的NDVI时空变化特征及驱动因素.结果表明:(1)从2000-2016年间,研究区植被覆盖整体呈增长趋势;其中喀斯特区域增长情况略优于非喀斯特区域.植被覆盖在空间上呈现东高西低;其中林地的NDVI值最高,耕地次之,依次草地,居民用地,水域,未利用地最低;在林地和耕地中,非喀斯特区域的NDVI值比喀斯特高,其余的土地覆被类型中都比喀斯特区域低.(2)研究区植被覆盖改善的地区占60.19％,退化地区占17.06％;草地,耕地区改善明显,退化主要在水域和建设用地;Hurst指数显示在研究区持续性改善的NDVI大于持续性退化:相比非喀斯特区域,喀斯特区域改善及持续性改善情况更佳.(3)整体而言,海拔对NDVI的空间分布影响力最大,温度次之,依次为降雨,夜间灯光指数;相比而言,非喀斯特区域NDVI空间分布更易受地形因子影响;喀斯特区域NDVI空间分布更易受气候差异及人类活动影响.(4)研究区分别有49％,45％,61％的NDVI与气温,降雨,日照的相关系数通过a=0.05的显著性检验;相比非喀斯特而言,喀斯特区域植被生长更易受气候变化的影响.

中国西北地区MOD17A3 NPP数据产品缺失严重,影响了该区域植被净初级生产力的进一步研究.本研究利用气象数据、高程数据、NDVI和质量好的MOD17A3 NPP,构建BP神经网络模型,模拟2000-2014年西北地区植被NPP,填补数据缺失区域.利用一元线性回归分析法、R/S分析法、偏相关分析法等,分析了植被NPP的时空变化特征及其与气象要素的关系.结果 表明:(1) MODIS NPP产品值与BP神经网络模拟值的决定系数R2、平均绝对误差MAE、平均相对误差MRE、均方根误差RMSE分别在0.833 ～0.906、25.84～40.10、0.16～0.23和34.57～59.36,满足精度要求,BP神经网络模型适用于模拟西北地区植被NPP.(2)植被年均NPP具有较强的空间差异,呈现出由东南向西北递减,而新疆西北部地区出现“条块状”高值区特征.(3) 2000-2014年西北地区植被年均NPP在106.64～156.17 g C·m-2·a-1,年际变化上呈现波动下降趋势.(4)2000-2014年西北地区植被NPP变化具有空间异质性,以减少为主,仅10.79％的区域通过了显著性检验.植被NPP变化具有较弱的持续性特征,未来发展方向以不确定为主,有利和不利为辅,其中有利区域面积大于不利区域.(5)植被NPP对气温和降水的响应具有空间差异,总体上与降水关系更密切.

基于MODIS NDVI遥感数据及同期的气象数据,采用趋势分析、变异系数及Hurst指数等方法反演了2000-2016年宁夏地区植被的动态变化特征.结果 表明:宁夏地表植被覆盖总体为增加趋势,呈现显著的地域性特征,南北差异很大.植被年际变化受自然和人为的影响具有明显的阶段特征,2000-2016年整体为增长趋势,2000-2005和2006-2011年间增长显著,2012-2016年植被退化,降水量和湿润指数对植被生长的响应最为显著.生长季植被显著增加的面积占79.88％,春、夏、秋季NDVI分别以0.026·10 a-1、0.07·10 a-1和0.049·10 a-1的速率增加.宁夏大部分地区植被变化将保持现有的生长趋势,但局部将有反持续性的变化,62.13％的植被NDVI呈现持续改善的趋势,且南部林区持续改善的面积大于北部引黄灌区.

分析北部湾南流江流域净初级生产力时空动态变化特征及其驱动机制,为该区域生态环境保护及应对气候变化提供科学依据.基于光能利用率模型(CASA),利用遥感数据、气象数据和植被类型数据估算了研究区2000-2015年流域的净初级生产力(NPP),借助于Theil-Sen趋势、Mann-Kendall检验以及Hurst指数等数理统计方法对研究区NPP的时空变化特征、未来趋势及其驱动因素进行了定量化分析.结果 表明:①时间尺度上,流域NPP总体上呈现出波动上升趋势,增速为44.03 g C m-2(10a)-1,快于广西自治区,上游和下游地区NPP快于全区,而中游地区慢于全区;②空间尺度上,流域NPP的分布规律表现出明显的地域分异,中游最高(1098.99 g C/m2),下游次之(1041.71 g C/m2),而上游最小(1013.22 g C/m2).NPP的Sen趋势度介于-77.10-74.80 g C m-2 a-1之间,在空间上呈现出增加的趋势.③空间波动性上,流域NPP的变异系数较大,其值介于0.01-0.71,其中洪潮江水库、小江水库周边以及玉林市的城乡建设用地扩张区域处于高波动状态,而流域中部的六万大山以及五皇山地带则处于低波动状态;④未来变化趋势上,流域NPP的Hurst指数范围介于0-0.99之间,平均值为0.70,呈现单峰右偏分布,预示着流域NPP未来处于持续性增加的趋势;⑤驱动机制上,流域NPP与多年平均气温呈正相关关系,与年均降水量呈负相关关系,气温是该流域植被NPP的主控因子.由耕地转化为建设用地所导致的NPP损失值最大,其值达到4715.62 t/a,而草地转换为建设用地导致NPP损失值最小,其值仅为184.63 t/a.

基于光能利用效率模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach,CASA),结合MODIS系列遥感数据、植被数据和气象数据等,对2000-2015年中国草地的NPP进行估算,运用趋势分析法、变异系数及Hurst指数法对中国草地NPP时空动态、稳定性及持续性进行分析,并对中国草地NPP变化的主影响因素进行探讨.结果 表明:(1)2000-2015年中国草地NPP呈现显著增加的变化趋势,平均变化率为1.53 g C·m-2·a-1,NPP变化趋势在2011年之后发生了突变,增加趋势更为明显.(2)空间上,草地NPP呈现西北低而东南高的分布格局,NPP低值区集中分布在青藏高原的大部分地区和内蒙古中部.草地NPP增加的区域占草地总面积的81.21％,主要分布在青藏高原中部地区和黄土高原大部分地区.草地NPP变化稳定的区域主要集中在甘肃省甘南地区和青海省东部的大部分地区,而不稳定区域则主要分布在青藏高原的大部分地区以及内蒙古的中部地区和呼伦贝尔等地.Hurst指数分析表明,新疆北部、黄土高原的大部分地区草地NPP将持续增加或减少,而青海省南部、内蒙古中部和黑龙江省等地的草地NPP未来变化具有反持续性.(3)不同草地类型的NPP均值有很大差异,其中高山亚高山草甸及草甸的平均NPP值较高,分别为578.8和565.31 g C·m-2·a-1,而荒漠草地的NPP平均值最低,仅为122.61 g C·m-2·a-1.(4)中国大多数地区草地NPP的增加主要受降水控制,而气温的升高对草地NPP具有一定的抑制.人类活动如过度放牧状况的改善以及退耕还草的实施对于近年来草地NPP的增加具有重要作用.

植被净初级生产力(NPP)作为陆地生态过程的关键参数,不仅用以估算地球支持能力和评价陆地生态系统的可持续发展,也是全球碳循环的重要组成部分和关键环节.基于2000-2014年MOD17A3年均NPP数据和气象站点气温、降水资料,采用简单差值、趋势分析、相关性分析和Hurst指数等方法,分析了青海省NPP的时空变化特征及其与气候因子的关系.结果 表明:①青海省植被年均NPP在2000-2014年间整体分布呈现由南到北、由东到西递减的趋势,各生态区的空间存在显著差异,表现为Ⅱ区＞Ⅰ区＞Ⅲ区＞Ⅳ区＞V区.②2000-2014年,青海省NPP变化趋势由北到南、由西到东呈现逐渐增加趋势,平均趋势系数为0.61,NPP值增加的区域占总面积的15％,其中显著增加区域为2.8％,轻度增加区域为12.2％.③青海省NPP值的Hurst的值域范围为0-0.39,均值为0.12,除了河流湖泊,建筑用地和未利用土地,青海省NPP变化特征为反持续性特征.④气候因子(年平均降水量和年均气温)对年均NPP的分布有影响,海拔的高低造成气温、降水和土壤的差异,间接影响植被NPP,15年土地利用/覆被变化(LUCC)表现为草地面积减少最多,这是导致NPP减少的主要原因.