土壤生物退化及其修复技术研究进展

在阐述土壤生物退化概念和退化机理的基础上,论述了土壤生物退化的不可避免性和防治的重要性;比较了土壤生物退化治理与生态恢复;提出了土壤生物退化的防治措施;建议按照恢复生态学的原理组织植物保护学、土壤学、植物营养学、土壤微生物学、植物生态学及化学生态学多学科联合攻关,从微观生态恢复角度对土壤生物退化问题展开研究。

生物退化论初探

人工选择是达尔文自然选择学说的基础。人工选择产生了适合人类要求的物种,物种在其形成过程中和以后人们的养育下,大都快速的退化而失去了自然生存能力。不科学的饮食和舒适的生活小环境使人类的启然生存能力出现了非正常的退化,导致了早衰、抗病能力减弱和繁殖能力降低等。其对策是回归自然和有限压力原则的运用。

文化遗产微生物研究方法进展

文化遗产的生物退化与生物降解问题普遍存在。从方法学的角度回顾了针对不同类型文化遗产微生物病害与防治研究中常用的方法和技术,总结了国内外当前所取得的主要研究进展,提出了该领域研究中未来面临的问题和挑战,并展望了应对策略和今后发展趋势。文化遗产微生物研究方法经历了传统培养、显微镜分析、分子生物学技术、酶活性和代谢产物分析以及快速发展的多组学及生物信息学分析等多个阶段,在微生物多样性、群落特征、生理生态学及其退化机理方面的认识已逐渐深入,以文化遗产保护为目标的病害微生物防治技术不断发展。近年来通过新一代测序和宏基因组学技术获得了文化遗产微生物的诸多重要信息,但其作用机理和影响因素的研究还不够。本综述突出了结合传统与现代方法技术开展研究的重要性,旨在为文化遗产微生物学领域研究提供参考和借鉴。

土壤侵蚀退化研究进展

从土壤物理退化、化学退化和生物学退化等3个方面回顾了国内外的土壤退化过程研究的历史与现状，全面总结了国内外在土壤侵蚀退化形成的过程、机理、影响因素以及评价土壤退化的指标方法等方面的最新研究进展，最后提出了土壤退化过程和防治方法研究中存在的主要问题，并从多学科交叉的角度和土壤侵蚀退化机理研究及定量动态监测角度来展望土壤侵蚀退化研究的进一步发展方向。

近20年莱州湾南岸滨海湿地退化及其原因分析

以1987年和2002年的Landsat 5、Landsat 7卫星遥感影像空间属性数据为基本材料,结合实地调查,研究了近20年来莱州湾南岸滨海湿地的退化及原因。莱州湾南岸滨海湿地的退化包括物理退化、生物退化和化学退化3个方面。湿地的物理退化表现为自然湿地面积减小、景观多样性水平下降;湿地的生物退化表现为生物多样性水平下降、自然湿地净初级生产力降低;湿地的化学退化表现为湿地吸收CO2及释放O2的气体调节功能下降、吸收净化N功能的下降等。引起莱州湾南岸滨海湿地退化的自然因素有气候变暖和持续干旱、河流径流量减小、风暴潮、海岸侵蚀等,人为因素有围垦湿地、超量开采利用水资源、人类活动引起的地下咸卤水入侵、道路建设等。

经导管瓣中瓣治疗生物瓣退化的现状及前景

随着老龄化社会的到来,心脏瓣膜病的发病率显著增加。在过去20年中,治疗心脏瓣膜病变的生物瓣膜使用量大幅增加,预计在不久的将来,会有越来越多生物瓣膜退化患者。在这种情况下,瓣中瓣(valve-invalve,ViV)经导管主动脉瓣/二尖瓣置换术(transcatheter aortic/mitral replacement,TAVR/TMVR)已成为再次手术的替代方案。深入了解退化生物瓣膜的特征和机理对于制定适当的诊疗方案至关重要。多模式成像是评估诊断的基础。短中期临床和血流动力学结果已证明ViV技术的安全性,但这些技术的发展仍面临一些挑战,如冠状动脉阻塞、术后潜在患者-瓣膜失配和瓣叶血栓形成。本文综述了ViV-TAVR技术在治疗生物瓣退化中应用的现状和前景,建议ViV-TAVR应在具有良好外科主动脉瓣置换术经验的医疗中心推广和实施,以便为患者提供更好的治疗。

二次经导管主动脉瓣置换术在结构性生物瓣膜退化中的临床研究现状和进展

生物瓣膜会随时间的推移及各种因素影响导致结构性瓣膜退化(structural valve degeneration,SVD),降低其耐久性。SVD患者需要再次行瓣膜置换术,而传统外科开胸手术创伤大,患者常因不能耐受而放弃治疗。研究显示,作为再次外科开胸瓣膜置换手术的替代治疗方案,二次经导管主动脉瓣置换术治疗SVD安全、有效,但仍然面临较多挑战,包括人工瓣膜-患者不匹配、高跨瓣压差、冠状动脉阻塞等。该文旨在对SVD患者实施二次经导管主动脉瓣置换术的策略、临床研究现状和进展进行综述。

植物对岩土文物的作用及保护技术研究进展

由于人工-自然复合生态系统的不稳定性及保存环境的复杂性,岩土文物长期遭受着生物与非生物因素的威胁,其中,植物对遗址的作用及其保护应用技术一直备受关注。对相关研究成果总结表明,基于植物的新型遗址防护技术以其绿色、可持续和环境兼容等优势在石质古城墙、夯土类遗址等的保护中逐渐成为替代工程类抢救性保护措施,但存在植物对岩土文物作用机理认知不足、研究技术受限、防控新技术应用滞后及其效果不佳、保护遗址植物选种及后期维护较难等问题,致使植物与岩土文物间的辩证关系至今界定不清,极大限制了保护技术的研发。结合我国石窟寺、土遗址保护面临的生物学问题,针对植物保护遗址技术实施的限制因素,作出以下展望:1)厘清植物对岩土文物的损害及保护作用机理;2)构建不同环境下界定植物对岩土文物正负效应的科学评估体系;3)明确植物种内和种间的相互作用以及驱动植物在岩土文物表面建植的关键因子;4)结合全球气候变化,研发岩土文物有害植物的精准防控技术;5)筛选适宜的软覆盖植物种并对其防护效果进行评估;6)研发基于BSC的软覆盖技术,开展环境适应性和保护效果评估。

聚丙烯腈—纳米银复合静电纺丝纤维膜的制备及其石窟文物微生物病害防治

利用静电纺丝技术将抑菌活性成分与基体纤维进行复合,是制备新型抑菌材料的有效手段。为了制备新型石窟文物微生物病害防治材料,本文利用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)-纳米银(AgNPs)复合静电纺丝纤维膜,并评估了其抑菌效果。通过将一定量的PAN与N,N二甲基甲酰胺进行混合,加入硝酸银及茶多酚的方法制成带有银颗粒的纺丝原液,再利用静电纺丝技术制备了含银颗粒的纳米纤维膜。通过改变PAN的浓度和反应温度,调节电纺纤维膜的理化性质,筛选适用于防治石窟文物病害的电纺纤维膜的最优制备流程,并对其在实验室内和户外的抑菌效果分别进行了验证。结果显示:含12wt%PAN在80℃条件下制作的复合纤维膜同时兼具了纤维力学性能佳及银颗粒浓度高的优点,是筛选得到的PAN-AgNPs静电纺丝纳米纤维膜的最适制备条件;银复合纳米纤维材料对两种石窟文物退化相关微生物黑曲霉和青霉菌均具有抑菌作用,在户外岩石表面条件下也表现出了显著的抑菌效果。上述研究结果表明,本文制备的PAN-AgNPs复合静电纺丝纤维膜具有潜在的石窟文物微生物病害防治的应用价值。

心血管衰老的研究进展

衰老是一个自然和不可避免的生物退化过程,它的特征是组织和器官的稳态和功能逐渐下降。在中国,年龄大于60周岁的公民被定义为老年人,国外的年龄定义为65周岁以上。据报道,到2030年,年龄>65岁人口将达到8700万,85岁以上的人口将是现阶段的3倍[1]。70岁以上人群死亡的主要原因是心血管疾病,60~79岁人群中心血管疾病的发病率高达70%,而在80岁以上则上升到80%[2],因此,心血管疾病也成为主要的老年性疾病。研究心血管疾病与衰老与此同时也成为一个重要的话题。本综述将从心血管衰老的机制探讨衰老与心血管疾病之间的关系,为防治及改善老年人心血管疾病提供理论依据。

“乱弹”与“杂交”

小时候看京戏,经常看到一些名演员被冠以“昆乱不挡”的头衔,不明白是什么意思。到了后来,才总算明白,原来,“昆”指“昆曲”,“乱”指“乱弹”。所谓“昆乱不挡”,就是说,无论是“雅部”的昆曲,还是“花部”的“乱弹”,什么声腔,都难不住他。这个演员的本领太大了,各种戏都会唱!

山地:自上而下的变化

山地不仅为全球60多亿人口提供了必需的生境和包括水资源在内的各种资源,而且可以使我们深入地了解全球人类的生境是如何发展的、全球气候发生变化时它又是如何响应的、以及气候突变是如何引起全球生物退化和经济衰退等这样的环境问题。在全世界60多亿人口中,至少有6亿人生活在山区。山区同时又是世界上哺育其他数十亿人口的主要河流的发源地。在河谷流域中,至少有一半人的生活用水部分或者全部依赖于山区的冰雪融水。由于人类活动致使大气组成成分发生变化,引起全球气候不断变暖,从而导致冰川的不断退缩。许多冰川已经或正在消失,这将严重威胁全球城市用水需求。全球温度升高在高纬地区表现得最为明显,从而使得像格陵兰和南极大陆的一些大冰盖变得非常脆弱。北半球冰川的剧烈消融又产生了许多其他的问题:如挪威海湾流的减弱,斯堪的纳维亚半岛和北欧气候的大规模变化等。在生物海洋中,山地是一些生物岛,特有的物种生态型很多。全球气候变暖,使环境的变化已超出了这些山地物种特有生态型的适应范围,致使这些物种特有生态型不能适应环境的改变而对所有类型的病害都很脆弱。这一过程是系统性的衰退,在越来越多暴露于极端气候条件下的山坡上表现得非常明显。现在我们注意到,随着气候变化的累积,植物的死亡率与发病率也不断增加。山区尤其清楚地反映出全球气候突变的严重性。尽管目前的美国政府对一些建设性的建议和措施持强硬立场,但我们还是能够而且必须对此做出应对。

石质文物微生物研究现状与展望

在长期自然营力作用、生物因素和人类活动的共同影响下,石质文物尤其是露天石窟寺普遍存在多种类型病害,严重威胁着其长久保存和永续利用。本文系统总结了石质文物生物退化与生物风化的研究热点、方法技术和最新进展,详细描述了细菌、真菌、藻类、地衣等微生物多样性及其介导的石质文物生物风化过程和损害机制,深入讨论了影响微生物定殖、生物被膜演替及微生物退化的关键因素,并简要回顾了新型功能纳米材料与微生物矿化技术在有害微生物防控及石质文物保护修复方面的研究现状和应用前景,提出了当前石质文物微生物研究中亟需解决的科学问题并展望了未来重点研究方向,以期进一步提升文物保护领域对石质文物风化的科学认知,为加强石质文物保护的技术水平与可持续管理提供参考和借鉴。

古代壁画的微生物损害及防治研究新进展

古代壁画是一类珍贵而脆弱的文化遗产,壁画的微生物损害/退化主要表现为美学改变和颜料层材料降解及结构损坏,导致文物价值降低.细菌、古菌、蓝藻、真菌、藻类和地衣均能侵蚀并损害壁画.通过无/微损取样方法结合传统培养和现代分析技术,推动了壁画微生物群落特征和生化功能的研究.机械或/和物理手段及化学、生物杀灭剂是文物微生物损害防治中最常用的方法,但极易失效或因抗药性导致微生物损害反复发生.温度、水分活动(相对湿度)以及自然或人工光照是影响壁画微生物活动的关键因子,全球气候变化与极端天气也正在威胁着壁画的长久保存.为了进一步认知壁画微生物损害机理并制定针对性的防控和管理对策,具代谢活性的微生物和其主导的生化反应以及水害治理与赋存环境调控等预防性保护措施是今后的研究重点.进一步认识特定环境下壁画制作材料的表现特征及"最小干预"是科学保护的有效途径之一,这需要生物、化学、材料科学、地质、环境以及文物保护等多学科专家学者的共同努力.

经导管主动脉瓣置换术后流出道梗阻和医源性室间隔缺损介入治疗1例

主动脉生物瓣置换术后瓣膜衰退包括人工瓣叶撕裂、钙化、纤维化及血管翳形成等,可造成瓣膜功能障碍,进而导致生物瓣狭窄或者关闭不全。目前,经导管主动脉瓣置换术(TAVR)已成为老年重度主动脉瓣狭窄的主流治疗方式;该文报道1例TAVR术后瓣下梗阻患者,考虑为严重血管翳形成伴医源性室间隔缺损,采用经导管主动脉瓣中瓣植入术和经皮室间隔缺损封堵术成功完成治疗。