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关键词： 水资源承载力   熵权-TOPSIS模型   组合权重   系统协同性   定边县  

摘要： 本文以陕西省定边县为研究对象,构建了“水资源-社会-经济-生态”耦合指标评价体系,采用熵权法结合层次分析法确定组合权重,运用TOPSIS模型对定边县2015—2024年水资源承载力进行定量评价,并分析了各子系统的协同变化规律,科学评估了陕西省定边县水资源承载力的演变特征及其驱动机制。研究结果表明:时间尺度方面,定边县水资源承载力整体呈现阶梯性减少趋势,处于弱承载-临界-超载状态,整体下降态势显著,县域水资源压力持续加大;影响机制方面,水资源系统是定边县水资源承载力的核心控制因素,其组合权重远高于其他评价系统,其中地下水资源占比、农业灌溉亩均用水量、年降雨量、地区人均GDP为四大核心影响因子;系统协同方面,四大子系统承载力呈同步下降趋势,体现了县域各系统与水资源的高度耦合性,形成“水资源短缺—发展受限—生态恶化”的负向循环特征。研究结果为同类型水资源匮乏区开展动态承载力评价、识别系统矛盾及制定协同治理策略提供了可复用的方法参照与决策依据,为支撑黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下县级单元“四水四定”的精细化管理提供了科学支撑。

关键词： 椎间盘退变   金属蛋白酶类组织抑制剂   基质金属蛋白酶   表观遗传调控   基因治疗   机械应力   氧化应激   炎症反应  

摘要： 背景:椎间盘退变是盘源性疾病的核心病理机制,核心特征为细胞外基质代谢失衡。金属蛋白酶组织抑制剂作为基质金属蛋白酶的内源性拮抗剂,通过调控细胞外基质稳态在椎间盘退变中发挥关键作用,但各亚型特异性功能、信号通路交互及表观遗传调控机制尚未系统阐明。目的:综述金属蛋白酶组织抑制剂在椎间盘退变过程中的表达变化、功能异质性及调控网络,重点阐明金属蛋白酶组织抑制剂在氧化应激、机械负荷及炎症微环境中的分子机制和信号通路,并评估基于金属蛋白酶组织抑制剂基因治疗等策略的转化潜力。方法:由第一作者检索PubMed、Web of Science、Embase、中国知网、万方等数据库,文献检索时限为各数据库建库至2025年3月,以“椎间盘退变,椎间盘退行性变,椎间盘退化,金属蛋白酶类组织抑制剂,信号通路”为中文检索词,以“Tissue Inhibitor of Metalloproteinases,Tissue Inhibitor of Metalloproteinase,TIMPs,Intervertebral disc degeneration,Disc degeneration,Degenerative Disc Disease,Degenerative Intervertebral Discs”为英文检索词,最终选取符合标准的76篇文献进行综述。结果与结论:①金属蛋白酶组织抑制剂亚型功能:金属蛋白酶组织抑制剂1呈双向调节(早期保护/晚期耗竭);金属蛋白酶组织抑制剂2通过抑制基质金属蛋白酶活性维持细胞外基质稳态,其异常表达可激活促凋亡信号通路(如miR-185-5p/基质金属蛋白酶2轴及炎症因子介导的基质金属蛋白酶/金属蛋白酶组织抑制剂失衡);金属蛋白酶组织抑制剂3通过抑制基质金属蛋白酶活性、肿瘤坏死因子α转化酶/肿瘤坏死因子α轴及血管新生发挥多维度保护作用;金属蛋白酶组织抑制剂4受miR-155-5p/成纤维细胞生长因子2调控参与细胞外基质稳态;②表观遗传重编程机制:异常机械应力通过WTAP/YTH结构域家族蛋白2-m6A轴降解金属蛋白酶组织抑制剂3 mRNA,而miR-222靶向抑制金属蛋白酶组织抑制剂3协同加速细胞外基质降解;③多模式治疗策略:光生物调节(波长特异性调控金属蛋白酶组织抑制剂/基质金属蛋白酶)、干细胞外泌体(miR-199a/GREM1轴)及鸢尾素干预可重构基质代谢平衡。此综述总结“金属蛋白酶组织抑制剂功能网络失衡”理论框架,揭示其作为椎间盘退变核心驱动因素的多层次调控特性,为开发靶向表观遗传修饰、力学-生物学耦合干预的精准治疗提供理论依据。

关键词： 煤炭资源   环境承载力   评估分析法   经济调控  

摘要： 煤炭资源开发对地方生态环境造成影响,导致资源环境承载力大幅下降。为探讨煤炭资源环境承载力的有效评估方法及经济调控策略,本文以山西地区为例,基于煤炭资源环境承载力评价的层次分析法以及作用力模型进行承载力评估。结果表明:多个城市的资源环境承载状态较差(对应数值小于1.0),作用力趋势显示地区承载力将进一步下降。对此,当前需要从资源配置优化、管理模式创新、经济政策调控及生态修复等方面提升地区煤炭资源环境承载力,推动生态环境协调发展。

关键词： 组织透明化技术   脊髓损伤   大鼠模型   三维成像   神经细胞核免疫荧光标记   组织构建  

摘要： 背景:研究表明,组织透明化技术能够对脊髓损伤区域的神经元进行三维可视化,清晰地呈现神经元的形态变化,包括细胞体萎缩、树突断裂以及轴突退行性改变等。目的:系统评估组织透明化技术在大鼠慢性脊髓损伤模型中的应用潜力。方法:将36只雌性SD大鼠随机均分为正常组(n=12)、假手术组(n=12)和手术组(n=12),正常组不进行任何处理,假手术组C_(5)-C_(7)椎管内植入聚乙烯醇丙烯酰胺互穿网络水凝胶后立刻取出,手术组C_(5)-C_(7)椎管内植入聚乙烯醇丙烯酰胺互穿网络水凝胶压迫脊髓建立慢性脊髓损伤模型。术后第1,3,7,14天,采用BBB评分和改良Rivlin斜板实验评估大鼠的运动功能;术后第14天取材,苏木精-伊红染色观察脊髓组织形态,组织透明化结合神经元特异性核蛋白免疫荧光标记对脊髓组织进行三维重建分析和横断面视图分析。结果与结论:①手术组术后第1,3,7,14天的BBB评分与斜板实验角度测量值均低于正常组、假手术组(P<0.001);②苏木精-伊红染色显示,手术组大鼠脊髓损伤显著,灰质中的神经细胞出现肿胀和破坏,白质结构失去均一稳定性,部分细胞核消失,细胞数量减少,压迫区域大量胶质细胞增殖聚集,白质结构混乱,大量空洞形成;③脊髓组织三维重建与横断面分析显示,正常组和假手术组脊髓外观连续饱满,神经元特异性核蛋白红色荧光信号均匀分布,灰质前角神经元呈层状密集排列,白质纤维束完整;手术组脊髓外观凹陷甚至中断,压迫节段神经元特异性核蛋白荧光强度明显减弱,灰质神经元层结构破坏,出现区域性荧光中断。结果表明组织透明化技术能够有效展示脊髓损伤后的组织结构变化,为脊髓损伤的病理机制研究提供了有力支持。

关键词： 深部煤炭资源   资源潜力   赋存规律   勘查前景   绿色开发   山东省  

摘要： 山东省浅部煤炭资源开发已进入衰退阶段,1000~2000 m深部煤炭资源是保障区域能源安全接续的核心战略资源。本文以山东省深部煤炭为研究对象,依据行业规范界定资源评价边界,综合运用钻孔数据统计、沉积相分析、地质块段法与多维度指标评价等方法,系统剖析深部煤炭赋存规律、煤质特征与开采地质条件,定量评价资源潜力并识别勘查开发核心制约因素。研究表明:区内深部煤炭预测资源量达390亿t,高度富集于鲁西南、黄河北煤田群,主采煤层稳定连续,以稀缺炼焦煤为主,资源禀赋优异;深部开采受高地应力、高承压水、高地温“三高”复合地质条件制约,同时存在勘查精度不足、技术装备适配性差、开发成本高、生态约束严格等问题。研究圈定4处分级潜力靶区,提出分区分级勘查、核心技术攻关、绿色高效利用、政策人才保障四位一体优化对策。研究成果可为山东省深部煤炭资源规模化开发、煤炭工业高质量发展及区域能源安全保障提供科学依据。

关键词： 数字赋能   水利档案   资源体系   价值实现   数字孪生  

摘要： 为了更好地支撑国家水安全战略实施,文章基于数字化视角分析水利档案资源的独特属性,结合数字孪生水利工程建设实践明确水利档案资源体系构建原则,探讨其总体架构与维度,进一步分析水利档案资源价值重塑机制,揭示面向工程全生命周期精准服务、智慧水利深度融合、水治理决策知识赋能与社会开放利用的的价值实现路径。研究表明,数字赋能既是水利档案管理技术的升级,又是档案资源角色从静态记录向动态生成要求的转变,文章研究成果可在一定程度上推动水利档案资源价值的更好发挥。

关键词： 静电纺丝   脱细胞软骨基质   光交联改性   软骨修复   组织工程   软骨再生  

摘要： 背景:组织工程策略,特别是基于脱细胞软骨基质和仿生支架的构建,为软骨再生提供了新的治疗方向。目的:开发一种负载脱细胞软骨基质的可光交联纳米纤维支架,评估该支架用于软骨组织工程的潜力。方法:①通过酶解和化学-超声联合法制备脱细胞软骨基质,合成可光交联的聚乙烯醇-甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物,将8%聚合物溶液与3%脱细胞软骨基质溶液分别以8∶1、4∶1、2∶1的体积比混合,制备电纺前驱液,采用静电纺丝技术制备纳米纤维支架,分别记为PVA-GMA-dECM(8∶1)、PVA-GMA-dECM(4∶1)、PVA-GMA-dECM(2∶1),同时制备聚乙烯醇-甲基丙烯酸缩水甘油酯纳米纤维支架(记为PVAGMA),表征各组支架的微观形貌。利用Tanswell小室,将成软骨细胞分别与紫外线照射交联后的4组支架非接触共培养,CCK-8法检测细胞增殖。根据形貌观察与CCK-8检测结果,选择合适的支架用于后续实验。②检测PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(8∶1)、PVA-GMA-dECM(4∶1)的表面水接触角与最大拉应力,根据该部分实验结果,选择合适的支架进行后续实验。利用Tanswell小室,将成软骨细胞分别与紫外线照射交联后的PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(4∶1)非接触共培养,EdU染色、活死染色评估细胞增殖与活性,划痕实验和侵袭实验评估细胞的迁移能力。③利用Tanswell小室,将成软骨细胞分别与紫外线照射交联后的PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(4∶1)非接触共培养,成软骨诱导培养后,通过阿尔新蓝染色、RT-qPCR(检测Ⅱ型胶原和Sox9 mRNA表达)、免疫荧光染色(检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖表达)及Western Blot(检测Ⅱ型胶原和Sox9蛋白表达)分析评估成软骨分化效能。结果与结论:①扫描电镜显示,当脱细胞软骨基质比例过高(2∶1)时会影响纤维形貌,而4∶1比例可获得结构良好的纳米纤维。CCK-8检测显示,相较于PVA-GMA,PVA-GMA-dECM可促进ATDC5成软骨细胞增殖。综合两实验结果,后续实验排除PVA-GMA-dECM(2∶1)。PVA-GMAdECM(4∶1)的水接触角低于PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(8∶1),最大拉力大于PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(8∶1),后续实验排除PVA-GMAdECM(8∶1)。活死染色、EdU染色显示,PVA-GMA、PVA-GMA-dECM(4∶1)均可保持细胞活性,PVA-GMA-dECM(4∶1)的促细胞增殖效果优于PVA-GMA。PVA-GMA-dECM(4∶1)的促细胞迁移能力强于PVA-GMA。PVA-GMA-dECM(4∶1)的促成软骨分化效能强于PVA-GMA。②结果表明,PVA-GMA-dECM(4∶1)表现出优异的生物活性,能有效促进软骨细胞增殖、迁移和成软骨分化,是一种具有一定应用前景的软骨组织工程支架材料。

关键词： 洪涝韧性   策略研究   水动力模型   规划方案  

摘要： 文章以长三角重要节点城市嘉定区为研究对象,针对嘉定区防洪除涝能力不足问题,通过剖析区域防洪除涝能力短板,运用一维河网水动力模型模拟不同规划条件下河网水位、流速等关键指标,研究提升洪涝韧性的水利规划策略。研究结果表明:(1)本次模型构建结果与实际情况高度契合,具有良好的区域适用性和可靠性;(2)首次提出“强化东排、南北分排”的涝水外排策略;(3)同等条件下排水出路的适当优化,对降低河网最高水位、流速、面平均最高水位有明显的改善,对提高地区防洪除涝韧性有较大提升。研究成果可为嘉定区防洪除涝中长期规划提供科学依据与技术支撑,对类似平原河网地区洪涝韧性建设具有参考价值。

关键词： 苹果   采摘机械臂   路径规划   Bi-RRT^(*)算法  

摘要： 针对RRT^(*)算法在路径规划中存在扩展方向随机性大、收敛速度慢、路径不够平滑等问题,提出了一种基于双向RRT^(*)(Bi-RRT^(*))算法的苹果采摘机械臂路径规划方法。首先,利用两棵树中节点坐标信息构建一种向量引导的自适应扩展策略,降低节点扩展过程中的随机性,提升搜索效率;其次,引入动态步长机制与双向启发式直连策略,减少路径中冗余节点的数量,加快路径收敛速度;然后,对生成的初始路径进行双向插分步进剪枝与B样条平滑优化,改善路径的长度和平滑性,提高最终生成路径的整体质量;最后,在MATLAB中分别与标准的RRT^(*)算法、Bia-RRT^(*)算法和Bi-RRT^(*)算法在3种不同的环境下进行算法仿真分析,实验结果表明,在3种环境下,改进双向RRT^(*)算法相比对比算法不仅减少了路径长度和平均迭代次数,还缩短了规划时间,提高了路径的平滑度;此外,通过机械臂实验仿真和苹果采摘真实环境模拟实验,进一步验证了该改进算法在苹果采摘过程中的实用性和稳定性。

关键词： 水利移民安置   多元信息融合   建筑规划设计   选址优化  

摘要： 针对水利移民安置中信息碎片与决策主观化问题。文章构建“数据-特征-决策”3层信息融合框架,形成选址-规划-建筑布局全流程数字化规划方法:(1)使用InSAR形变监测技术进行安置点选址安全评价;(2)基于SNA社会网络分析优化公共空间配置;(3)借助多智能体系统生成适应性设计方案。依托某水利移民安置点工程开展实证,结果表明:较传统模式选址精度提升37%,移民满意度达91.5%,公共空间使用效率提高28%。研究证明多元信息融合技术能有效破解移民安置规划难题,为重大水利工程移民安置点规划设计提供科学参考。