元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

三维成矿预测关键问题

三维成矿预测是当前深部找矿预测和勘查的重要方法和手段,其方法体系和实践应用均已取得大量成果,但同时存在若干关键科学技术问题,导致其进一步发展受到制约。本文从多尺度三维成矿预测方法体系不完善、不确定性分析与优化研究薄弱、三维成矿预测要素挖掘存在瓶颈、缺少针对三维成矿预测的三维深度学习模型和方法等关键问题出发,对目前三维成矿预测领域相关方面的研究进展进行综合分析,并提出针对上述关键问题可能的解决方案和研究方向。预期未来三维成矿预测领域的研究工作将创新发展出多种方法,实现对三维预测信息的深度挖掘;构建形成适用的三维深度学习模型和训练方法,有效增强三维成矿预测结果的预测能力;通过系统性地开展三维成矿预测不确定性研究,进一步优化预测过程和结果,有效提高三维成矿预测方法的可靠性和准确性;形成面向多尺度三维成矿预测的方法体系,更有效地指导矿集区-矿田-勘查区块(矿床)等不同级别的深部矿产资源找矿勘查工作。相关关键问题的解决将进一步深化和完善三维成矿预测理论和方法体系,促进三维成矿预测理论方法的实践应用,显著提升深部找矿预测和勘查工作的效率与水平,助力深部找矿突破。

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义

河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察,结合测井、录井和岩心分析测试资料,对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模式及油气开发意义进行了研究。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组发育六级复合辫流带和五级单一辫流带,其中单一辫流带包括河床(分流河道)和河漫共2个四级构型单元,河道内单个心滩沉积包含有三级增生体和落淤层;(2)辫状河三角洲平原五级单一辫流带中的四级泛滥平原沉积较辫状河河漫沉积更加发育,辫状河心滩沉积中落淤层欠发育;(3)山西组上部山2-2亚段辫状河单一辫流带内砂体呈“河道-心滩”连续沉积,泥质不发育,砂体叠置程度高(多呈复合式叠置)、连通性好,优质储层多;(4)山西组中下部山1段和山2-1亚段三角洲平原沉积中,西部河道连片性好,砂体以复合式和侧拼式叠置样式为主,连通性和生产效果均较好,东部砂体多为孤立式和侧接式,砂体钻遇率低,单井产量差。

不同粗料组成对泌乳中后期奶牛瘤胃菌群与瘤胃发酵参数的影响

本研究旨在探讨燕麦干草组合过瘤胃赖氨酸和蛋氨酸添加剂替代高质量苜蓿干草对奶牛瘤胃微生物菌群和原虫构成及其丰度、瘤胃发酵参数的影响,以降低奶牛养殖对苜蓿的依赖度,实现精准饲养和精细饲喂。选择45头健康的泌乳中后期荷斯坦奶牛,按照产奶量、胎次、泌乳天数相近的原则,分为3组,每组15头牛(每组15个重复,每个重复1头牛),分别饲喂三种不同粗料组成的TMR。试验1组以燕麦干草组合过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸添加剂部分替代高质量苜蓿干草,试验2组为苜蓿干草组,试验3组为燕麦干草组,预饲期7 d,试验期56 d。结果表明:(1)从门水平分析,三个试验组奶牛瘤胃液中主要菌门为拟杆菌门、厚壁菌门和纤维杆菌门。苜蓿组奶牛瘤胃中厚壁菌门丰度显著优于燕麦组(P<0.05),过瘤胃氨基酸组与苜蓿组无显著差异(P>0.05);与苜蓿组相比,过瘤胃氨基酸组和燕麦组有提高拟杆菌门丰度的趋势。从属水平分析,普雷沃氏菌属的丰度最高,过瘤胃氨基酸组和燕麦组较苜蓿组有提高趋势,但未达显著水平(P>0.05);丁酸弧菌属丰度苜蓿组最高,显著高于燕麦组(P<0.05),过瘤胃氨基酸组与苜蓿组并无显著差异(P>0.05)。奶牛瘤胃原虫主要是纤毛亚门,各试验组差异不显著(P>0.05)。(2)三个试验组的奶牛瘤胃pH均在正常范围内。过瘤胃氨基酸组和苜蓿组的NH3-N浓度极显著优于燕麦组(P<0.01);MCP浓度苜蓿组最低,燕麦组极显著高于苜蓿组(P<0.01),过瘤胃氨基酸组较苜蓿组有升高的趋势。在TVFA、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸产量方面,过瘤胃氨基酸组相比苜蓿组和燕麦组表现出不同程度的优势,过瘤胃氨基酸组TVFA产量极显著优于苜蓿组和燕麦组(P<0.01),较苜蓿组和燕麦组分别增加52.71%和37.05%;过瘤胃氨基酸组的乙酸产量较苜蓿组和燕麦组分别增加52.32%和41.04%,达到极显著水平(P<0.01);丙酸产量,过瘤胃氨基酸组>燕麦组>苜蓿组,过瘤胃氨基酸组和燕麦组极显著高于苜蓿组(P<0.01),过瘤胃氨基酸组显著高于燕麦组(P<0.05);过瘤胃氨基酸组的丁酸产量显著高于苜蓿组和燕麦组(P<0.05);过瘤胃氨基酸组的戊酸产量极显著高于苜蓿组(P<0.01),与燕麦组差异显著(P<0.05)。在本试验条件下,综合评定认为,以燕麦干草组合赖氨酸、蛋氨酸添加剂替代部分高质量苜蓿干草的TMR日粮饲喂泌乳中后期奶牛,稳定了瘤胃菌群,保证了良好的瘤胃发酵,适当降低了干草质量,赖氨酸、蛋氨酸补充了蛋白质的不足,此低苜蓿日粮配方可以在生产中推广应用。

CRISPR/CAS9敲除PD-1的肿瘤浸润T淋巴细胞回输对小鼠结肠癌的治疗作用

目的:探讨应用成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白(CRISPR/Cas9)技术敲除程序性死亡分子-1(PD-1)的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)回输对结肠癌小鼠的治疗作用。方法:皮下注射CT26构建小鼠结肠癌模型,从3只模型小鼠肿瘤组织中提取TIL,并提取外周血淋巴细胞;对TIL进行PD-1基因敲除;回输实验分为对照组(Control)、输注淋巴细胞组(Lym)、输注荷瘤小鼠TIL组(TIL)、慢病毒空载对照组(pVSV-G-PX458-NC)组、PX458-PD-1-sgRNA1组(PD-1-sgRNA1),每组10只;测量各组小鼠肿瘤组织质量及肿瘤抑制率;TUNEL法检测各组小鼠肿瘤组织细胞凋亡;ELISA检测各组小鼠肿瘤组织TNF-α和IFN-γ含量;免疫组化检测肿瘤组织CD4+T、CD8+T细胞表达;免疫荧光法检测肿瘤组织细胞增殖核抗原-67(Ki-67)和血管内皮生长因子(VEGF)表达;Western blot检测肿瘤组织PD-1及其主要配体PD-L1表达。结果:PD-1-sgRNA1能明显抑制小鼠肿瘤细胞体内生长,抑制肿瘤组织Ki-67和VEGF表达及PD-1、PD-L1表达,提高肿瘤组织细胞凋亡率、TNF-α、IFN-γ含量、CD4+T、CD8+T细胞表达(均P<0.05)。结论:CRISPR/CAS9敲除PD-1的TIL回输能明显抑制结肠癌小鼠肿瘤组织Ki-67和VEGF表达,增加CD4+T、CD8+T细胞,诱导肿瘤细胞凋亡,发挥抑制肿瘤生长作用。

吕梁古隆起对鄂尔多斯盆地马家沟组沉积的控制作用:基于陕西府谷剖面

中奥陶世马家沟组沉积时期,鄂尔多斯局限海周缘分布着一系列古隆起,其中吕梁古隆起对马家沟组沉积的控制作用研究相对薄弱,制约了对鄂尔多斯盆地东北部马家沟组沉积环境的认识。通过对陕西府谷剖面实测和采样,结合鄂尔多斯盆地北部的钻井、取心资料,分析了马家沟组的厚度、岩相类型及沉积微相变化,总结出吕梁古隆起对马家沟组沉积的控制作用。控制作用主要表现为:(1)吕梁古隆起的间歇性活动阻隔了鄂尔多斯局限海与华北广海的海水循环;(2)高海平面期,吕梁古隆起位于水下,对海水的阻隔作用弱,且古隆起区为开阔海灰坪,古隆起以西地层厚度变化较小,形成灰坪和云坪的沉积分异;(3)低海平面期,吕梁古隆起间歇性暴露,海水循环被明显阻隔,且古隆起区为潮间—潮上带的泥云坪,向东地层厚度减小,过渡为灰坪,而向西地层厚度迅速增加,形成泥云坪、膏云坪、膏盐湖的沉积分异。该研究成果为鄂尔多斯盆地北部马家沟组的沉积学研究提供了相关的岩石学和古环境方面的证据。

西瓜雄性不育类型的遗传学鉴定与胚胎学观察

为了明确西瓜雄性不育材料的不育类型和花药败育时期,以西瓜雄性不育系GMS4为材料,对花蕾不育性状进行田间观察统计,利用石蜡切片法观察西瓜花药发育过程。结果表明,该材料不育性状由1对隐性基因控制,为细胞核雄性不育类型。可育株雄蕊发育正常,不育株雄蕊较小,花药干瘪无花粉,可育株和不育株雌蕊发育无明显差异,均可正常结瓜。从花药发育的整个过程来看,在花药发育早期,可育株和不育株花药结构形态差别不大,在小孢子母细胞减数分裂期,不育株异常绒毡层细胞过度增殖,体积小,排列不整齐,挤压药室,无二分体和四分体形成,在花药发育后期,无花粉粒形成,最终导致西瓜雄性不育发生。据此认为,花药败育发生时期在小孢子母细胞减数分裂期。

苯唑卡因麻醉对鲢肝肾超氧化物歧化酶、过氧化氢酶酶活及部分免疫基因表达的影响

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)是中国特有主要淡水养殖鱼类之一,产量位居淡水鱼类第二位;但鲢喜跳跃,应激反应强烈,操作与运输较为不便。本研究的目的是确定苯唑卡因对鲢麻醉的合适浓度;并在合适浓度下探索鲢肝肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)酶活及部分免疫基因表达特征的影响。实验方法是将鲢放入不同浓度的苯唑卡因溶液中麻醉,确定合适的麻醉浓度,并测定此浓度下鲢肝脏和肾脏中总SOD和CAT活力的变化,以及IL-10、TNF-α、INF-γ、IgM等免疫基因表达的变化。结果表明:苯唑卡因麻醉鲢的合适浓度为28 mg/L。与对照组相比,鲢肝脏中的IL-10基因表达量在麻醉12 h和复苏6 h实验组中显著上升;TNF-α基因表达量在复苏1 h实验组中显著上升;INF-γ基因表达量分别在鲢麻醉6、9、24 h及复苏3 h和6 h实验组中显著变化;IgM基因表达量分别在鲢麻醉9、12、18、24 h及复苏6 h实验组中显著上升。鲢肾脏中的IL-10、TNF-α和INF-γ基因表达量在鲢麻醉组和复苏组中均显著下降;IgM基因表达量在鲢复苏3 h实验组中显著上升。鲢肝脏和肾脏中的T-SOD活力及CAT活力在麻醉组和复苏组中均有显著变化。在鲢肝脏和肾脏中,T-SOD活力呈先下降后上升趋势;在鲢肝脏中CAT活力呈先上升后下降趋势,在鲢肾脏中则呈现先下降后上升趋势,表明苯唑卡因对鲢不同组织酶活反应的特异性。本项研究为鲢麻醉运输、麻醉时鲢肝肾组织抗氧化酶酶活及部分免疫基因表达提供了理论依据。

急性脑梗死静脉溶栓治疗短期预后不良预测模型的建立及验证

目的评估入院指标与急性脑梗死溶栓治疗患者短期临床预后的相关性,建立并验证预后不良的预测模型。方法回顾性分析2020-01—2023-12河南大学第一附属医院的165例急性脑梗死溶栓治疗患者的资料。根据溶栓90 d后改良Rankin量表(mRS)评分将患者分为预后良好组及预后不良组,并进行组间单因素分析和多因素Logistic回归分析,分析血清生物学标志物联合相关临床评估量表与急性脑梗死溶栓治疗患者预后的关系,建立预后预测模型并进行验证。结果共纳入165例患者,预后良好126例,预后不良39例。单因素分析和多因素Logistic回归分析显示,糖尿病史、高NIHSS评分及白细胞、中性粒细胞、D-二聚体升高是急性脑梗死溶栓治疗患者90 d预后不良的独立预测因子。ROC曲线分析表明,糖尿病史、NIHSS评分、白细胞、中性粒细胞、D-二聚体评估急性脑梗死患者90 d预后不良的曲线下面积(AUC)分别0.677、0.826、0.876、0.765、0.863,灵敏度分别为51.3%、82.1%、89.7%、79.5%、79.5%,特异度分别为84.1%、77.8%、77.8%、64.3%、86.5%。以上指标联合构建预后预测模型,该模型具有较好的区分度、临床可用性和校准度。结论结合独立预测因子建立的预后不良风险预测模型清晰简易,可在患者入院时准确预测患者预后,帮助临床早期选择合理干预措施,改善患者预后。

MgAlLiZnTi轻质高熵合金的热变形行为与热加工图研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机,在变形温度为250—350℃、应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1)、真应变量分别为0.3、0.45、0.6的条件下,对Mg_(54)Al_(22)Li_(11)Zn_(11)Ti_(2)轻质高熵合金进行热压缩实验。基于Arrhennius模型对热压缩实验数据进行拟合,建立合金的本构方程,并绘制该合金在不同真应变下的热加工图。结果表明:在实验条件下,合金的热变形过程为加工硬化和动态再结晶为主的动态软化,且该合金的流变应力值与应变速率呈正相关,与变形温度呈负相关;该合金的热加工图表明,最佳的热加工工艺参数为变形温度335—350℃、应变速率1×10^(-3)—1 s^(-1)。

基于压缩感知的波形指示反演在薄储层预测中的应用

鄂尔多斯盆地东缘大牛地气田二叠系下石盒子组有效砂体致密、规模小、厚度薄,储层非均质性强且地震波阻抗叠置严重。为实现下石盒子组5~6 m致密薄砂岩储层的有效刻画,文中选取了盒1段气藏主力单砂体作为研究对象。在地震正演分析基础上,形成了叠前道集优化提质+压缩感知拓频+纵波标定+波形指示GR反演的技术组合,该技术组合将压缩感知技术与波形指示反演技术的优势有机结合起来,并在盒1段气藏主力单砂体进行了应用。预测结果表明:地震剖面横、纵向分辨率显著提高,其预测成果更加符合地质沉积规律,与实钻井吻合良好,实现了5~6 m致密薄砂岩的有效刻画。该研究为致密砂岩气藏薄储层预测提供了一种新方法。

基于ISSR-PCR体系鉴别樟芝单核体交配型

通过原生质体单核化技术获得樟芝单核体,基于内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列进行鉴定,采用14个引物对简单重复序列区间(inter-simple sequence repeats,ISSR)进行多态性扩增,筛选条带清晰、重复性好的引物用于樟芝单核体的交配型鉴定。结果表明,通过原生质体单核化技术获得31个樟芝单核体,经ITS序列分析确定获得的单核体为樟芝。以单核体S2、S10、S14、S27的DNA为模板,对14条ISSR引物进行初步筛选,得到4个条带清晰、重复性好的引物P7、P9、P21、P25用于交配型鉴定。单核体S9和S25为同一交配型,两者与S2为不同交配型,通过镜检进一步验证S9、S25可以与S2形成具有锁状联合的双核菌株。该方法可明显缩短樟芝单核体交配型的鉴定时间。

超声左心室自动功能成像评估胰岛素泵输注治疗2型糖尿病合并肺结核左心室功能

目的:探索超声左心室自动功能成像(AFI)评估胰岛素泵输注治疗2型糖尿病(T2DM)合并肺结核左心室功能的效果。方法:选取2020年12月至2022年10月新疆医科大学第一附属医院收治的108例T2DM合并肺结核老年患者纳入观察组,选取同期在本院接受体检的90名健康体检者纳入健康对照组。观察组接受胰岛素泵的输注治疗,并于治疗前后采用超声左心室AFI评估左心室功能参数;健康对照组检查左心室指标及血糖指标。对比两组的临床指标以及超声参数上的差异性。结果:观察组治疗后与治疗前比较收缩压与空腹血糖水平均较低;观察组治疗后与治疗前分别与健康对照组相比长轴方向的全球纵向应变(GLPS-LAX)、四腔心切面的全球纵向应变(GLPS-A4C)及平均全球纵向应变(GLPS-AVG)比较均有所降低;观察组治疗后与治疗前相比GLPS-LAX、GLPS-AVG较高,差异有统计学意义(t=2.846、4.926,P<0.05)。结论:T2DM合并肺结核患者在经过胰岛素泵注射治疗后,通过采用超声左心室AFI对患者的左心室功能进行评估时发现,其左心室功能获得有效改善,采用超声左心室AFI评估T2DM合并肺结核左心室功能具有重要的临床意义。

基于特征点配准的真伪卷烟商标纸鉴别

为提高真伪卷烟商标纸鉴别的准确性和效率,降低鉴别的经验要求和主观性,提出一种基于特征点配准的真伪卷烟商标纸鉴别方法。使用一致的标准扫描采集卷烟样品图像,基于尺度不变特征转换算法提取图像特征点,通过特征匹配和基于单应性变换的图像配准获取判别预测变量。采用逻辑回归、梯度提升分类决策树算法构建二元分类模型对图像样本进行训练和评估。在64个卷烟规格、2 918个样本数据集上进行实验,该方法准确率高于95%。通过对比实验验证了该方法的稳定性和有效性。

中药塌渍治疗急性前循环缺血性脑卒中合并肺部感染

目的:探讨中药塌渍疗法治疗急性前循环缺血性脑卒中患者肺部感染的临床疗效。方法:选取2022年5月至2023年5月该院收治的93例前循环缺血性脑卒中患者进行前瞻性研究,排除院前肺部感染,按随机数字表法将其分成对照组和研究组。对照组采用常规的临床治疗方法,研究组则在对照组的基础上加用中药塌渍疗法进行治疗,经治疗后比较两组肺部感染评分表、不良反应发生率、神经功能缺陷评分表。结果:研究组患者治疗后肺部感染评分量表评分低于对照组患者,差异有统计学意义(P<0.05);研究组与对照组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05);研究组与对照组神经功能缺损评分差异无统计学意义(P>0.05)。结论:中药塌渍治疗能有效缓解患者的急性前循环缺血性脑卒中合并肺部感染及相应的临床症状,促进患者病情康复,改善患者生活质量,值得在临床探索应用。

天智颗粒联合常规西药治疗遗忘型轻度认知功能障碍患者的效果

目的:观察天智颗粒联合常规西药治疗遗忘型轻度认知功能障碍(aMCI)患者的效果。方法:选取2020年1月至2021年1月该院收治的120例aMCI患者进行前瞻性研究,按随机数字表法将其分为对照组与研究组各60例。对照组采用常规西药治疗,研究组在对照组基础上联合天智颗粒治疗,比较两组临床疗效,治疗前后认知功能[简易精神状态检查量表(MMSE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)]评分、记忆能力[Rivermead行为记忆试验(RBMT)]评分,以及不良反应发生率。结果:研究组治疗总有效率为91.67%(55/60),高于对照组的76.67%(46/60),差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,两组MMSE、MoCA评分均高于治疗前,且研究组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组RBMT评分均高于治疗前,且研究组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:天智颗粒联合常规西药治疗aMCI患者可提高治疗总有效率、认知功能评分和记忆能力评分,其效果优于单纯常规西药治疗。

高重复频率被动谐波锁模光纤激光器研究进展

被动谐波锁模(HML)技术作为一种快速提高光纤激光器输出脉冲重复频率的有效方法,显著提升了光纤激光器的输出脉冲重复频率。该技术通过在激光器内部集成参数可调的可饱和吸收体,实现了高阶谐波输出,从而大幅提高了脉冲重复频率。综述了目前被动HML光纤激光器中常用的几类可饱和吸收体,详细阐述了它们的技术原理及优势,并分析了国内外该领域的最新技术进展。最后,指出了被动谐波锁模光纤激光器的未来发展趋势。

药物临床试验815例次方案违背的帕累托图分析

目的分析药物临床试验的方案违背情况,找出需重点关注的方案违背,并提出解决方案,以保证药物临床试验质量。方法收集2022年1-12月该院815例次药物临床试验方案违背报告数据,包括类别、例数等。采用Excel2007软件进行数据分析,绘制帕累托图,明确构成方案违背的主要因素。结果815例次药物临床试验中药物漏服/少服/多服、检查漏查、访视超窗是方案违背的主要因素。导致方案违背的责任主体中61.84%(504/815)为受试者,25.64%(209/815)为研究者。结论药物临床试验实施过程中,需重点关注药物服用情况,检查完整性及访视窗问题,加强研究者及受试者培训,规范药物临床试验管理,提高药物临床试验质量。

基于特征值的动态数字信道化子带检测算法

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提出了基于最大最小特征值之差与平均特征值之比的检测算法,利用平均特征值和最小特征值的极限分布规律来推导算法的检测门限。其次,根据所有子带数据获取的特征值信息对所提算法进行了优化。最后,在动态数字信道化接收结构中,分析不同因素下算法的性能,表明了所提算法能够克服低SNR的影响,子带检测的性能更好。

基于分层最小和译码的RS-LDPC级联码改进算法

RS-LDPC级联码能够有效提高数据传输的可靠性和系统的容错能力,在5G通信等领域中得到了广泛的应用,且在6G中具有很好的应用前景。但是RS-LDPC级联码与单码相比具有计算复杂度高、不易于在硬件上实现的不足,因此提出一种基于分层最小和的RS-LDPC级联码改进译码算法,将LDPC码的校验矩阵分解成多个子矩阵,在不同子矩阵层次上并行计算。此外,还引入了新的关于校验节点信息更新的简化函数,旨在保证译码性能的同时降低计算复杂度,达到易于硬件实现的目的。结果表明改进型分层最小和算法复杂度大大降低,且在性能上优于传统BP译码0.25 dB左右。