DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 分析与讨论 根据上述能谱测试结果，可知黑斑处镀层都被腐蚀。通常针对镀锌层所处的不同大气和表面环境，镀锌层会发生电化学腐蚀，氧化物、氢氧化物和碳酸盐是锌的腐蚀产物中最常见的化合物。而在干燥环境下通常仅在锌表面生成氧化锌ZnO薄层，但当在镀锌表层存在有某些电解质溶液时，就会加速电化学腐蚀的进程，使锌层生成较厚的ZnO锈层，由于ZnO体积比金属纯锌体积要大0.44倍 [ 11 ] ，初期生成的ZnO锈层都比较致密，且会使镀层体积增大。 而从图5(b)可见，横截面镀层致密，与图5(c)正常合金化镀层对比发现镀层厚度有一定增厚。说明该合金化镀锌层在某种电解质溶液中发生了电化学腐蚀，局部镀层整个厚度都发生了腐蚀生成了ZnO，且还处于初期阶段，镀层致密增厚。如镀锌层浸泡在3.5% NaCl溶液中(其浓度与海水较为接近)时，会发生电化学腐蚀，腐蚀产物主要由ZnO和ZnCl 2 ·4Zn(OH) 2 ·H 2 O组成，当镀层中的Al含量为0.13%和0.22%时，其腐蚀产物主要是ZnO，而碱性氯化锌很少 [ 11 ] 。可见，镀锌层一旦发生腐蚀主要是产生了ZnO等腐蚀产物 [ 11 ] 。 因此，该镀层表面黑斑缺陷的产生是因为在镀层表面粘附有某一种电解质溶液，加速了腐蚀过程，使局部镀层在整个厚度上因被腐蚀生成了ZnO锈层所导致。因此，在仓储、运输、开卷、落料等过程中合金化镀锌带钢表面不能粘附有积水等其他液态物质，需要采取必要的保护否则容易使镀层腐蚀生锈，产生各种缺陷。
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user: 5. 结论 1) 通过测试黑斑的表面和横截面，发现黑斑处氧含量偏高，产生ZnO锈层而导致出现黑斑。 2) 通过测试黑斑处镀层厚度，并对比正常部位的镀层厚度，发现黑斑处镀层厚度有所增加，更加证实是合金化镀层处被腐蚀生成了ZnO，导致体积增大。 3) 测试发现合金化镀层整个厚度层都出现了ZnO，表明是镀层表面存在某种电解质溶液加速了腐蚀过程。
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user: 摘 要 陕南丘陵山区耕地资源十分稀缺，人地矛盾突出，土地整治是增加有效耕地面积、提高耕地质量的重要举措。在该地区进行土地平整工程、灌溉排水工程、田间道路工程和农田防护林工程施工时，若实施不当，极易发生水土流失现象。本文主要针对土地整治各单项工程中存在的水土流失问题进行分析，探讨防治土地整治过程中水土流失问题的合理措施，为陕南地区土地整治行业的生态化发展提供借鉴。 关键词 :土地整治，水土流失，治理措施 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 “绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念是习近平总书记关于生态文明建设的重要论断。土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础，也是生态文明建设的关键组成部分。近年来，随着经济的发展，人口的增加，工业化和城市化进程的加快，土地资源的供需矛盾也越来越大，成为制约我国经济建设发展的瓶颈。土地整治是增加耕地面积，提高土地利用率，缓解人地矛盾，实现土地可持续发展的重要战略举措。与欧美等发达国家和地区相比，我国的土地整治无论是理论还是实践都尚处于摸索阶段，目前国内的土地整治存在“重数量、轻质量和生态”的问题，尤其是对于耕地资源相对匮乏的丘陵山区，土地整治模式等相关研究不足，多是照搬平原地区的整治模式，忽视了整理过程中产生的水土流失等生态环境问题 [ 1 ] [ 2 ] 。据调查，我国丘陵山区水土流失面积已达4.71 × 10 5 km 2 ，占土地总面积的21.4%，成为制约区域经济发展的主要影响因素之一 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。本文结合陕南丘陵山区坡改梯土地整治工程，对各个单项工程实施过程中可能产生的水土流失问题进行分析，并提出相应的措施建议，以期为我国丘陵山区土地整治中的水土保持工作提供借鉴。
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user: 2. 陕南地区土地整治及水土流失现状 陕南地区绝大多数是土石山区，自然坡度大，土地质量低，生态脆弱，大部分耕地为坡耕地，且多为顺坡耕种，土壤类型主要为黄褐土，结构松散，抗冲性和抗蚀性都比较差，产出效率低。该区域土地整治主要是在对坡度在5˚~25˚的坡耕地或荒草地进行合理的治理与改造，一般是整治成水平梯田，即“坡改梯工程”，每年的整治规模约26~30万亩。陕南地区地形复杂多样且坡度大，沟壑密集，土层浅薄，人类活动对环境影响程度大，加之夏季多暴雨，秋季多连阴雨，水土流失状况十分严峻。坡改梯工程本身也是一项水土保持工程，但在实施过程中，由于项目选址规划、技术管理、施工流程等方面存在一些问题，水土保持措施难以得到有效落实，导致部分施工环节存在破坏生态环境、引发水土流失的现象。资料显示，陕南是长江流域内土壤侵蚀最为严重的地区之一，陕南段的长江流域面积占整个长江流域面积的4%，而年输沙量却占整个长江流域输沙量的12%，年输沙量约0.9亿t [ 6 ] [ 7 ] 。
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user: 3. 土地整治工程中的水土流失问题 3.1. 土地平整工程 土地平整工程主要涉及表土剥离与回填，平整土方、田坎修筑、客土等工程内容 [ 8 ] 。在丘陵山区，土壤资源紧缺，几乎整个项目区范围内都要进行表土剥离与回填，土方量较大，土方工程开挖、运输、回填过程中，由于人为和机械扰动使表土疏松，抗蚀性和抗冲性降低，地表植被被破坏，造成表土裸露，如遇降雨，容易形成溅蚀，汇集成地表径流后，会产生沟蚀。梯田田坎一般只进行人工修理和夯实处理，坡度大导致田坎高度较高，实施初期无生物措施保护，遭遇暴雨时极易形成水土流失甚至滑坡。 3.2. 灌溉排水工程 灌溉排水工程主要是以地表水或地下水为水源，开挖灌溉渠道或埋设灌溉管道，对整理区耕地进行灌溉 [ 9 ] 。在各级管道的布设以及渠道、排水沟道的开挖过程中，存在土方开挖及回填，会产生一定程度的水土流失。排水沟一般采用砼进行衬砌，没有与生物措施结合，这种单纯的工程措施虽见效快，但是维护时间短，易受冲刷而产生坍塌、损坏，引起水土流失。 3.3. 田间道路工程 土地整理的田间道路有两种，一种是素土路面，路况较差，道路走向也不合理，缺少保护措施，一遇雨雪天气，路面泥泞不堪，水土流失较为严重 [ 10 ] 。另一种是对田间道路进行规划设计，根据农业生产需要将原有道路拓宽，并进行硬化，在路基修筑、路面铺设过程中，扰动了原地表，土层结构遭到破坏，不可避免造成水土流失 [ 11 ] 。此外，陕南丘陵山区边坡陡峻，土地整理田间道路工程势必形成大面积裸露边坡，缺少自然植被保护，路面集水后冲刷会导致局部路基滑塌。 3.4. 农田防护林工程 农田防护林工程可以植被覆盖率，通过种植植物可固结土壤，减少雨水对土壤的冲刷。但是在营造农田防护林过程中，没有对植被条件较好的区域进行单独规划，毁坏原有天然植被，新造的防护林主要以乔木为主，如刺槐、新疆杨、樟河柳等，没有考虑恢复草本，缺少贴地面保护，这种营造农田防护林的方式对陕南丘陵山区水土保持极为不利。
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user: 4. 陕南丘陵山区土地整治过程中水土流失预防措施 4.1. 合理安排工期，做好挖、填土防护措施 陕南丘陵山区进行土地整治项目施工时，一定要合理安排好工期，如土地平整工程、灌溉排水工程和田间道路工程动土量大，表土扰动范围广，要避开7、8月的雨季施工。项目区剥离的表土应采用“大分散、小集中”的存放方案，四周用编制土袋临时挡护，编织袋外0.5~1.0 m处设临时排水沟，堆积形成后可利用铲车或推土机对顶部和边坡稍作压实，顶部应向外侧做成一定坡度，便于排水。表土回填后要及时用推土机或其它设备进行压实，使其形成具有较好防渗防漏性能的隔离层 [ 12 ] 。 4.2. 因地制宜，优化土地整治工程设计方案 陕南丘陵山区的土地整治应以恢复土地功能、改善生态环境为导向，主要任务是补充耕地面积，遵循“宜耕则耕，宜林则林”的原则，因地制宜恢复耕地 [ 13 ] 。在项目立项初期应邀请相关领域的专家进行土地整治适宜性评价，科学论证土地平整工程、灌溉与排水工程、田间道路工程和农田防护林工程的设计方案，充分借鉴国内外成功的土地治理方案，优化各个单项工程的设计。土地整治单项工程设计中应结合项目区地形、地质、土壤条件，按照水土保持的有关规范和技术规程，制定不同的防治措施，加强临时防护、施工时序安排和管理措施。例如，在坡地修建梯田集水灌溉系统，拦截坡面的径流，使得径流能够流入到蓄水池中，可减少对土壤的侵蚀，在干旱时期，还可以利用蓄水池中的水分对该地区中的植被进行浇灌。对于坡度大于25˚的坡耕地，耕作条件差、生态功能大的耕地实施退耕还林还草，恢复自然植被，对于有些坡度小于25˚的坡耕地，受自然条件制约不适合改成梯田的，也应恢复成林草地。梯田田坎防护可以采用生态袋护坡技术，生态袋内撒播深根性植物，如狗牙草等，对填方渠道、田间路边坡面也应进行植物护坡，灌草结合，适当密植，如紫花苜蓿、柠条等。 4.3. 加强施工过程监督，落实后期管护责任 将公众参与监督落实到土地整治项目的全过程，在项目可研阶段广泛征求当地群众的意见，根据意见调整规划方案和设计参数，实施过程中，坚持“谁开发、谁保护，谁造成水土流失，谁负责治理”的原则，结合当地环境特点，整合相关治理措施，形成具有针对性、系统性的防护体系，项目竣工验收后，按照“谁使用、谁管护，谁受益、谁负责”和责权利相统一的原则，明确工程管护各方的利益与责任，将新增耕地质量的提升作为土地整治项目后期管护的核心任务，完善项目后评价制度，并从社会效益、经济效益、生态效益3个方面综合考虑工程建设的总体效果，让土地整治项目长期、有效、稳定的发挥最大效益，惠及广大民众。最后，通过对治理过程中反复出现的水土流失问题进行总结、分析，及时发现以往工作中存在的不足，总结经验，为后续项目的开展提供借鉴。
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user: 5. 结语 陕南地区作为生态脆弱地区，耕地资源十分稀缺，人地矛盾突出。土地整治作为增加有效耕地面积、提高耕地质量、增强生态管护能力的重要举措，为实现区域耕地数量稳定、质量提升、生态环境改善做出了突出贡献。在看到土地整治取得成效的同时，还要正视土地整治项目中存在的水土流失问题，把水土保持建设方案设计的思路渗透到土地整理项目的相关设计中，相关部门应加强方案的监督落实，防止土地整理过程中人为水土流失的发生，确保陕南地区水土资源可持续利用和生态的可持续发展。
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user: 摘 要 本文综述了土壤改良剂的种类、作用机理及其对土壤物理、化学、生物学特性和作物生长、产量与品质方面的影响，并对其在应用过程中存在的问题与今后的使用前景进行了展望，以期为土壤治理与改良提供参考。 关键词 :土壤改良剂，土壤性质，改良效果 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 全世界耕地面积达到7.3亿hm 2 ，但每年有近500万hm 2 的土地因沙化、盐渍化等退化问题而不能用于粮食生产 [ 1 ] 。近年来，我国耕地资源面临的问题也越来越严峻，城镇化发展、水土流失、人为污染等诸多问题导致耕地面积不断下降、质量退化严重，对粮食安全产生了巨大挑战。为满足人口增长对粮食生产的需求，人们大量不合理地利用耕地并无节制地使用化肥和农药，最终导致土壤理化性质恶化，养分平衡失调，地力下降，抵御自然灾害能力变差，使耕地利用陷入恶性循环，严重影响农作物产量和品质 [ 2 ] 。因此，针对退化土壤，研究如何提高土壤质量、缓解土壤酸化与盐渍化、防治土壤重金属污染、减少土传病害传播、提高化肥利用效率以及增加作物产量是目前亟待解决的重要问题 [ 3 ] 。 土壤改良剂是指能有效改善土壤理化性状和土壤养分状况，对土壤微生物产生积极影响，从而提高退化土壤生产力的物料。其可以促进土壤团聚体的形成，改善土壤结构，保护耕层土壤，提高土壤肥力，增加土壤的保水保肥性能，提高粮食产量，对解决土壤质量退化问题具有重要意义 [ 2 ] 。近年来，随着许多新型绿色环保型土壤改良剂的出现，加之其使用方法的不断改进和成本的逐渐降低，使土壤改良剂普遍使用成为可能，进而逐步被应用于贫瘠地改良、水土保持和农业生产等领域 [ 2 ] 。
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user: 2. 土壤改良剂的种类 能用于制备土壤改良剂的原料很多，主要有天然矿物、农业废弃物、有机肥料、城市和生活废弃物、生物质和人工聚合物等 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。根据制作改良剂的原料不同，土壤改良剂可分为天然改良剂、人工改良剂、天然-合成共聚物改良剂和生物改良剂 [ 1 ] 。 早在20世纪初，瓜儿豆提取液、淀粉共聚物等天然高分子有机物料被西方国家用于改良土壤，成为被应用最早的天然改良剂 [ 2 ] 。天然土壤改良剂具有原料充足、制备简单、施用方便等优点，但由于其易被土壤微生物分解，施用量大且周期短，施用后释放的大量阳离子对土壤有毒害作用，因此很难在农业生产中推广应用 [ 2 ] [ 8 ] 。 随着人工合成化工技术的发展，合成类高分子土壤改良剂，包括水解沥青乳剂、聚丙烯腈及多种共聚物等作为人工土壤改良剂被广泛应用于退化土壤改良 [ 9 ] [ 10 ] 。人工改良剂的优点为土壤微生物分解困难，作用持久，且对土壤动物和微生物无害，改良后的土壤更有利于作物生长 [ 1 ] 。另外，在人工改良剂中，还可根据土壤特性，应用植物秸秆、蛭石、石膏等，再加入一些植物生长所需的营养元素，制造出具有特定功效的改良剂，如营养型土壤改良剂、碱性土壤改良剂、和酸性土壤改良剂等，以达到改良土壤和促进作物生长的双重作用 [ 11 ] [ 12 ] 。 天然–合成共聚物改良剂主要包括腐殖酸–聚丙烯酸、纤维素–丙烯酰胺、淀粉–丙烯酰胺/丙烯丙烯腈、沸石/凹凸棒石–丙烯酰胺、磺化木质素–醋酸乙烯等 [ 1 ] 。生物改良剂包括一些商业的生物控制剂、微生物接种菌、菌根、好氧堆制茶、蚯蚓等，其中研究应用较多的是丛枝菌根(AM) [ 1 ] [ 8 ] 。
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user: 3. 土壤改良剂的作用机理 土壤是陆生植物生长的载体，植物生长所需的大部分营养元素主要是从土壤中获得，植物生长的好坏直接由土壤的特性决定 [ 13 ] 。土壤特性主要包括土壤结构、土壤微生物数量及酶活性、土壤通气状况、土壤溶液浓度等。改良剂的种类不同，对土壤的作用机制也不同，但都是通过有效改善土壤物理结构，改善土壤透水通气性能，改变土壤化学生物特性 [ 14 ] ，提高土壤酶活性等 [ 15 ] ，最终达到提高土壤肥力的目的 [ 13 ] 。
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user: 4. 土壤改良剂对土壤性质的影响 4.1. 土壤改良剂对土壤物理特性的影响 土壤结构是土壤肥力的重要基础，施用土壤改良剂不仅能改善土壤结构，提高土壤团聚体质量，而且能够改善土壤透水通气性能，最终达到提高土壤农学价值的目的 [ 10 ] [ 11 ] [ 16 ] 。大量研究表明，施加土壤改良剂可以疏松土壤，使土壤孔隙增多，容重下降。刘慧军等 [ 17 ] 研究表明腐殖酸钾、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾 + 聚丙烯酸钾和聚腐殖酸钾 + 丙烯酰胺复配均能显著提高0~40 cm土层 > 0.25 mm团聚体含量，其中>2 mm和1~2 mm土壤团粒结构增幅较大。吴淑芳等 [ 11 ] 发现，使用聚丙烯酸、聚乙烯醇和脲醛树脂3种改良剂后，土壤容重均有下降。刘玉环等 [ 18 ] 研究发现功能型土壤改良剂与传统化肥相比，可使灰棕荒漠土容重显著降低，总持水量和总孔隙度显著增加。巫东堂和王久志 [ 19 ] 的研究发现，施用沥青乳剂不但能增加土壤含水量，而且能抑制土壤水分蒸发。此外，施用改良剂可以通过改善土壤结构，增加土壤水分入渗率，有效缓解水土流失；另外，其可以作为人工坡面集雨材料，通过坡面化学处理，在坡地上形成人工集流面，使更多的降雨产生径流，进行雨水汇集利用，缓解作物及苗木干旱缺水 [ 2 ] [ 12 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 20 ] [ 21 ] 。 4.2. 土壤改良剂对土壤化学特性的影响 土壤的养分含量、pH值、电导率、阳离子交换量等土壤化学指标是人们评价改良剂的重要指标 [ 2 ] 。土壤改良剂对土壤化学特性的影响是人们研究的又一重点。施用土壤改良剂不仅可以显著改变土壤化学性状，增加土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷、速效钾，并调节土壤酸碱度，增强土壤缓冲能力，而且能够通过形成水稳性团粒结构和对肥料元素的吸附作用，减少肥料进入土壤液相，改善土壤保肥能力，提高养分利用率 [ 1 ] [ 22 ] 。解开治等 [ 23 ] 的研究结果表明在南方酸性土壤中，施用石灰和某自研改良剂XP1可以较大幅度提高土壤pH，同时有效缓解酸性土壤铝毒的危害，红壤、赤红壤石灰处理分别比对照降低了18.0%、18.7%，XP1使之降低了16.4%、16.0%。刘慧军等 [ 14 ] 研究发现聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、聚丙烯酸钾 + 腐殖酸钾和聚丙烯酰胺 + 腐殖酸钾复配5种土壤改良剂较对照分别增加了土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量8.2%~30.2%，7.6%~19.3%，5.2%~29.5%和27.9%~68.9%。郭和蓉等 [ 24 ] 研究结果表明，营养型土壤改良剂能活化酸性土壤中的磷和钾，促进氮和钾的缓效化，有利于养分的保蓄，防止土壤养分的淋失，提高了养分利用率。周恩湘、姜淳等 [ 25 ] 在滨海盐化潮土上研究表明：施用沸石后可明显提高土壤的盐基交换能力，减少土壤中可溶性盐分，增大土壤阳离子交换量。郑普山等 [ 26 ] 在苏打盐碱地中发现，与不施改良剂相比，施用脱硫石膏后土壤pH下降0.09~0.83，EC增加0.13~1.26 mS/cm，碱化度降低1.6%~19.8%。 4.3. 土壤改良剂对土壤生物特性的影响 土壤微生物数量直接影响土壤的生物、化学活性及土壤养分的组成与转化，土壤酶是土壤中的生物催化剂，其都是土壤肥力的重要指标 [ 2 ] [ 27 ] 。邢世和等 [ 28 ] 通过田间试验表明，与对照相比，施用石灰、粉煤灰、废菌棒和化肥构成的改良剂均能提高土壤微生物数量和酶活性。肖占文等 [ 29 ] 研究发现，施用有机碳土壤改良剂可使土壤中真菌、细菌、放线菌、脲酶、蔗糖酶等含量显著增加。目前土壤改良剂对土壤生物特性影响方面的研究相对较少，但随着土壤改良剂的不断研究与应用，这一方面将日益受到重视。
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user: 5. 土壤改良剂对作物生长、产量及品质的影响 土壤改良剂的施用改善了土壤理化性质，增强了微生物活动，提高了土壤酶活性，增加了土壤保肥增肥性，为作物的生长及增产提供了良好的条件 [ 2 ] 。李冬等 [ 30 ] 研究表明施用生物炭改良剂可以增加小白菜的根际效应，增强其对土壤氮、磷等养分的有效性利用，进而促进小白菜生长，增加株高和产量。黄菊莹等 [ 31 ] 在碱化土壤中等发现，脱硫废弃物和改良剂配合施用可显著提高土壤有机质和养分含量，一定程度上降低了土壤碱化度、pH和全盐含量，使水稻成活率、产量等显著增加。郑普山等 [ 27 ] 的研究结果表明，与不施用改良剂的对照相比，施用改良剂处理玉米出苗率提高了6.8%~72.7%，鲜草产量增加1223.2~28144.8 kg/hm 2 。 目前，人们关注的不仅仅是作物产量的增加，更是品质的提高。陈琼贤 [ 32 ] 连续3年定点试验表明，龙眼果园施用土壤改良剂不仅有极显著的增产效果，还能改善果实质量，增加单果重和果肉率，提高果肉维生素A、可溶性糖和固形物含量。吕波等 [ 33 ] 研究表明，在黄棕壤和红壤中施用生物炭和生石灰均能促进白菜生长，增强其抗性，提高白菜产量、叶片氮磷钾养分含量及积累量、可溶性蛋白含量，显著降低丙二醛含量。施用土壤改良剂都是通过改善土壤理化性状，进而对作物产量和品质有一定的提高。
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user: 6. 土壤改良剂应用存在的问题与展望 土壤是人类赖以生存的物质基础，是不可缺少、不可再生的自然资源，一旦破坏将直接危及到人类健康和生存 [ 13 ] 。然而，目前土壤退化问题日趋严重，土壤的修复、维护、改良迫在眉睫。土壤改良除传统的增肥改土、耕作改土、水利改土措施外，施用土壤改良剂成为未来土壤改良的新趋势 [ 13 ] 。随着土壤改良剂的深入研发及其在农业生产中的推广与应用，表明施用土壤改良剂可有效提高土壤质量，改善土壤的物理、化学、生物性质，对作物生长、产量以及品质的提高都具有显著意义。 然而，根据现代农业发展的客观需求和土壤改良剂研发的现状，其中也存在着一系列亟待解决的问题。例如，天然改良剂储量不足，改良效果有限，且持续时间短；人工合成的高分子化合物成本高，难以在农业生产中大规模推广应用，存在环境污染的风险；单一土壤改良剂改良效果不全面或有不同程度的负面影响；农田改良剂的农田技术应用参数普遍缺乏 [ 2 ] [ 8 ] 。因此，研发高效持久低用量的环保绿色型土壤改良剂将是今后研究的重点。未来新型土壤改良剂应包括 [ 8 ] ：广适性，使改良剂在相同土壤质地或相同酸碱度的退化土壤修复过程中切实可行；专一性，针对不同土壤质地、不同农作物等开发专用土壤改良剂，进一步提升土壤改良剂的针对性和创新性，实现土壤改良与作物品质改善的双重效果；多功能性，研发具有保水、保肥、促根壮苗、改善土壤结构等集多功能于一体的改良剂，提高产品的可用性和便捷性；环保性，利用生物质废弃物、农业废弃物、生活垃圾及工业副产品提取土壤改良剂制作原料，解决了环保和土壤改良可能存在矛盾的问题。 总之，若能在土壤改良剂产品成本和性能等方面加以改进和提升，土壤改良剂将具有更加广阔的应用前景。届时，它不仅将在防治土壤退化、改良土壤理化性质、增强土壤肥力、促进植物生长、提高作物产量和品质等方面的作用越来越大，同时在保护林业种植、草场生产、城市绿化、高速公路绿化、花卉生产等方面也将发挥重要作用 [ 1 ] [ 8 ] 。
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user: 摘 要 锻炼行为的双加工理论认为锻炼行为的形成并非传统理论中所强调的单独基于信息的理性加工(系统2)，同时也可能受到基于情感的自动加工的驱动(系统1)，并强调了与锻炼相关的自动情感评价在锻炼行为形成中的重要性。本文比较了双加工理论的三个模型在锻炼行为解释机制上的异同，即联想–命题评价模型、熟虑冲动模型和情感–熟虑理论，并梳理和论述了自动情感评价和锻炼行为关系的实证研究及其面临的问题。 关键词 :自动情感评价(AEE)，锻炼行为，双加工理论 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 众所周知，运动能够改善人们的情绪，增加能量、降低紧张和焦虑，研究还证明规律的健身运动可以有效的提升身体素质、预防和延缓慢性疾病如肥胖症、心血管疾病发生率，而且World Health Organization Global Health Observatory (2010)报道了身体活动不足是导致全球10大死亡率的因素之一。尽管如此，为什么仍然有很多人不愿主动运动。按照已有研究所显示的运动有助于身心健康，那么我们应该看到的场景是健身房人满为患、跑道上和人行道上也是被健身的人挤得水泄不通的状况，但事实并非如此，World Health Organization Global Health Observatory (2010)报道了世界范围内成人身体活动不足从16.6%上升至34.5%，学龄青少年在77.5%到84.0%之间。近年来越来越多的学者认为锻炼中所引发的情绪感受可能是阻止人们主动参与体育锻炼的重要因素之一。 一直以来锻炼和情绪的研究焦点主要集中在心理健康问题上，一段时间的锻炼之后对心理应激，焦虑和抑郁等心理健康问题干预治疗的应用，这一研究的重要性不言而喻。近十几年来对于锻炼行为形成中情绪重要性的认识逐渐成为锻炼心理学领域的研究热点(Rhodes & Nigg， 2011)。研究表明运动在个体记忆中留下的不愉快感受可能是阻碍锻炼行为的原因(Bluemke等，2010；Ekkekakis & Dafermos，2012)，反之，运动所引发的良好情绪感受才是锻炼行为重复出现的动力(Ekkekakis & Dafermos，2012；Ekkekakis等，2013)。本文在简要介绍锻炼行为理论发展的基础上，梳理锻炼行为双加工理论的观点及其在锻炼行为解释机制上异同，最后探讨双加工理论在锻炼行为形成中的实证研究及其存在的问题。
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user: 2. 锻炼行为传统理论的弊端 当前锻炼行为常见的理论包括健康信念模型(Health Belief Model， HBM)、计划行为理论(Theroy of Planned Behavior， TPB)、自我效能感理论(Self-Efficacy Theroy， SET)和跨理论模型(Transtheoretical Model of Behavior Change， TTM)等，这些理论主要基于一个基本假设，即人类总是在权衡利弊的基础上进行理性行为决策，因此这些理论均被称之为锻炼行为的认知理论。如：合理行为理论和计划行为理论认为人们锻炼行为的决策是通过锻炼行为态度、个体对周围人看法的主观判断和个体对行为控制感进行逻辑思考后所做的决定；而在健康信念模型中认为人们锻炼行为的决策取决于个体对健康威胁的感知程度，即个体通过判断某行为对健康的价值以及个体实现该行为的可能性大小进行行为的决策；自我效能感理论则认为所有行为改变都是受认知机制的调节，这种机制是“自我效能感”——个人对自己执行某行动以达到某目的的能力估计。自我效能感能影响锻炼意愿、付出努力以及归因，高自我效能的人会付出更多努力并将结果归因于内部稳定因素，锻炼意愿也更强烈。同样，在跨理论模型中，在进行行为决策时人们会反复权衡行为的利弊最终选择利大于弊的行为模式。 上述理论的共性均将个体的行为决策过程刻画为一个理性的数据分析和加工过程，认为个体在进行行为决策时总是会从多个角度分析，权衡利弊，并选取利大于弊的行为。但是如果按照这些理论观点，我们很难理解现实中，尽管人人都认为健康最重要，但采取体育锻炼的人群却相对较少。因此有学者认为，当前社会最好做的生意是健康保健，但最难做的生意是健身(Dishman， 2001)。而且研究者们以这些传统理论模型为基础所提出的干预措施对锻炼行为的改变帮助并不大(Hillsdon等，2005)。上述理论还强调了通过提供信息、改变意图从而导致行为的变化，但事实上，改变行为意图和实际锻炼行为之间的关系较小，元分析研究表明了这一关系具有很低的实践价值(d = 0.15; Rhodes & Dickau， 2012)。现有理论和实际干预效果之间的差异使得研究者进一步思考了锻炼行为的形成可能并非都是理性的。1978年Herbert Simon曾在经济学理论中指出了人类的理性行为决策是有限的，受到环境和人类认知能力的限制，也就是说，除了上述认知因素的影响，人类的行为决策可能还有其他非理性因素的存在(Rhodes & Kates， 2015)。在此基础上，锻炼心理学家们开始寻找更能解释人类锻炼行为的理论观点。
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user: 3. 双加工理论及其观点 越来越多的理论证实了健康行为并非单独基于信息的理性加工，同时也可能受到自动加工的驱动，这种二元论在信息加工过程中被称之为双加工理论(dual-process models)。该理论强调了人类的思想、感觉和行为往往受到两个系统的共同作用(Evans & Stanovich， 2013)，其中系统1是对当前所呈现刺激或者事件自发的情感反应，又被称之为自动情感评价(Automatic Affective Evaluations， AEE)，往往是无意识、内隐的(Conroy & Berry，2017；Conroy，Hyde等，2010)。这种自动情感评价主要来源于个体之前所习得的相关刺激或者事件(如锻炼)和情感属性(如快乐或疲劳)之间的联想学习而建立的(Ekkekakis等，2013)；系统2是基于规则加工的过程，相对缓慢，需要付出努力和意志力对获得的信息进行有意识的深思熟虑，往往是外显的，命题性的，由此产生的熟虑加工可以是认知上的(如锻炼是健康的)，也可以是情感上的(锻炼是有趣的)，锻炼行为的传统理论均涉及系统2 (Schinkoeth & Antoniewicz， 2017)。 这一领域的研究者针对系统1和系统2采用了不同的名称，如系统1被称为内隐的、情景化的、联想的、启发式的、经验的、冲动性的；系统2被称为外显的、抽象的、命题的、分析的、理性的、熟虑的。原因之一是不同的系统通常强调人类思想、情感和行为的不同方面。按照双加工理论，行为的决策是两种加工相互作用的结果，而且自动加工可以但不一定必须和熟虑加工相一致。在锻炼心理学领域中，研究者进一步提出了两个系统如何相互作用，以及对锻炼行为影响的不同理论观点，即联想-命题评价模型、熟虑冲动模型和情感–熟虑理论。 3.1. 联想–命题评价模型(The Associative-Propositional Evaluation model， APE) 该模型将系统1称之为联想系统，系统2称之为命题系统，提供了理论上的关于自动加工和熟虑加工如何相互影响的理论假设(Gawronski & Bodenhausen， 2011)。认为外在的信息或者刺激首先自动激活存储在记忆中与外在信息相联系的情感状态(系统1，联想系统)，之后通过命题推理形成命题加工过程(系统2，命题系统)。例如，锻炼这个词自动激活了个体一种不舒服的感受，这是联想加工过程，这一过程是自发产生的。之后这种感受可能会转变为一个命题，即锻炼无趣，因此个体会表现为不愿意参加锻炼，这是命题加工过程。该模型强调了系统1和系统2是系列运行的，系统1中自动激活的情感联想为系统2中态度的认知细化提供了起点，并提出了系统1中自动激活的情感联想模式是可以发生变化的，进而命题加工过程也会随之改变。但该模型对于当两个系统之间的观点不一致时如何指导行为决策并未明确解释。APE模型提出了内隐态度可能受到影响的各种方式，包括通过评价条件作用导致的联想结构的变化，或当背景线索影响对已经熟悉的事物的联想的激活时发生的模式激活的变化(Gawronski & Bodenhausen， 2011)。 3.2. 熟虑–冲动模型(Reflective-Impulsive Model，简称RIM) 该理论将系统1称之为冲动系统，该系统是在无意图或者无目的的无意识状态下，通过激活已有的行为图式从而产生趋近或者回避行为的动机方向；系统2被称之为熟虑系统，该系统通过对行为后果的价值和可能性的权衡和整合进行行为决策。RIM理论认为冲动系统和熟虑系统对于外界信息和刺激的加工是平行的，而且冲动系统总是参与信息的加工(可以是独立完成加工或与熟虑系统平行进行加工)，而熟虑系统有可能会不参与该信息的加工。同时由于熟虑系统的加工过程中需要大量的认知能力，因此，在某些情况下如注意力涣散，唤醒度过高或者过低时都会干扰它的运作。相反，冲动系统的运行需要的认知能力很少，往往在认知资源不充足的情境下，如应激状况下仍能控制行为，因此说熟虑系统的过程比冲动系统更容易受到干扰。在此基础上，该模型推测冲动系统在锻炼行为形成中占主导地位，并认为人们之所以知道锻炼有好处但仍不锻炼的主要原因是可能对锻炼所产生的AEE是不舒服，从而决定放弃锻炼(Strack & Deutsch， 2004)。 和APE模型不同的是，RIM模型不仅提出了两个系统之间的交互作用模式，还进一步提出了对锻炼行为的影响趋势。但该理论并未明确指出锻炼中所产生的积极情感评价是否促进锻炼行为，消极情感评价是否抑制锻炼行为。 3.3. 情感–熟虑理论(Affective-Reflective Theory，简称ART) 该理论进一步完善了双加工理论中情感对锻炼行为影响机制的探讨，即在什么条件下AEE对锻炼行为产生影响。基于勒温的动力理论，ART认为任何行为都是力的结果，勒温将这种力称之为引拒值(valence)，正的引拒值具有吸引力，负的引拒值具有排拒力，所以人的行为不单是由于内在需求和紧张的推动力的作用，而且还受到目标本身的吸引(或排拒)力的作用。让我们想象一下，有人坐在沙发上，不愿意做任何事情。根据勒温的观点，一部分原因是这个人改变行为的推动力可能还不够强大，另一部分原因是排拒力又将他拉回到这一不锻炼的情景中。ART则认为对锻炼所产生的AEE可能就是这一排拒力。ART进一步提出，个体对锻炼所产生的积极AEE (以及与之相关的趋近行动冲动)将不会提供任何限制力量来对抗熟虑思考及其计划型行为，而对锻炼所产生的消极的AEE会驱使不锻炼者保持他目前的不锻炼行为。在这种情况下，熟虑系统对锻炼行为的产生具有重要作用。换句话说，也就是爱锻炼的人并非一定因为锻炼所产生的积极情感反应的结果，但不锻炼者一定是锻炼所产生的消极情感反应的结果(Brand & Ekkekakis， 2018)。据此可以假设，具有消极AEE的个体需要更高的自我控制能力才能达到与具有积极AEE个体相同的运动行为(例如，每周的运动量)。然而，即使运动行为是相同的，如果需要克服消极AEE和相应的回避行为图式是衰弱的，那么可能会阻碍行为的长期维持。该理论明确的提出了锻炼和与之相关的独特身体感觉的现象，这些现象或多或少会导致锻炼时的愉快或不愉快的状态。根据这一理论，AEE与趋近或回避身体感觉的冲动行为有关。Brand和Ekkekakis (2018)将自我控制资源的可获得性作为一种操作条件，并指出有限的自我控制资源会导致AEE对锻炼行为产生更大的影响。一些实证研究结果也证实了这一假设，并阐述了个体在自控力降低时坚持锻炼方案的困难可能与AEE对锻炼行为影响的增加有关(Brand和Ekkekakis， 2018)。
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user: 4. 双加工理论的实证研究 如前所述，AEE被定义为个体对事件或刺激的自动情感(正或负)反应，AEE是提醒个体注意那些有可能产生快乐的情景或者事物，并采取趋近行为进而从中获益；同样地，人们也可能会注意到那些已经形成了强烈消极情绪的事物或刺激，采取回避行为以避免受到伤害或者威胁(Brand & Antoniewicz， 2016)。这一观点源自社会心理学的研究，近年来锻炼心理学研究者开始将这一观点引入并主要涉及两个方面的研究：首先，AEE与锻炼行为的关系研究；第二，基于AEE的实验性干预研究。 4.1. AEE和锻炼行为之间的关系研究 根据APE模型，当个体想到体力活动或者遇到一个能够激活体力活动概念的背景线索时，这个概念的激活就会扩展到储存在记忆中的情感，从而使得个体自动产生了一个快乐或者不快乐的反应(类似本能反应)，进而引发趋近或者回避这一感受的行为。据此，Williams & Evans (2014)将AEE作为之前对健康行为的情感反应结果，并认为AEE指导人们趋近或者远离体力活动。AEE和锻炼行为关系的研究结果显示正性AEE和锻炼量成正比，同时AEE对未来锻炼行为具有预测性。 首先最基本的研究是比较活动多的个体和活动少的个体AEE之间的差异。绝大多数研究显示经常锻炼者比不锻炼者具有更多的正性AEE (Bluemke等，2010；Antoniewicz & Brand，2014；Rebar等，2015)。 其次，在回溯性研究中，AEE被认为与体力活动水平具有正相关，具体表现为经常运动人群或者有运动习惯的人具有更有利的AEE。这一研究结果在前瞻性研究中也得到了证实，AEE被认为具有预测运动频率和运动强度的作用(Berry等，2011)。如Calitri等(2009)揭示了正性AEE和自我报告过去一周的锻炼行为之间的关系；Eves等(2007)的研究结果也支持了上述研究结果，并证明被试的正性AEE和接下来一周的跑步行为有关联，而那些不跑步者接下来一周的行为与负性AEE有关。Brand & Schweizer (2015)研究显示AEE影响了对锻炼的情境决策，正性AEE被试更可能做出利于锻炼的决策。Chevance等(2016)研究显示，在肥胖成人中AEE对锻炼行为的预测性远大于计划行为理论中的变量。最后，研究还发现AEE甚至会随着时间的推移与坚持和退出锻炼的行为模式有关，对身体活动进行不利自动评估的人更有可能在受监督的体育活动中退出。如Antoniewicz & Brand (2016b)通过一项为期14周的锻炼课程，发现坚持锻炼组具有正性AEE，而且正性AEE能够有效区分坚持锻炼组、早退组和晚退组，同时还发现AEE对锻炼坚持性的预测能力。 4.2. 基于自动情感评价的实验干预研究 从AEE和锻炼行为关系的研究中我们可以得出以下结论，正性AEE和主观、客观所报告的锻炼量增加有关，而且也表现为对未来锻炼行为的正性预测，那么有效的塑造正性AEE可能对锻炼行为干预有效。Marteau等人(2012)和Conroy & Berry (2017)均认为和单纯进行熟虑加工的干预措施相比较，基于AEE的干预措施可能更有效。现有研究通过实验性干预对这一观点进行了论证。 鉴于学习理论假设，Hofmann等(2010)提出将运动与积极刺激或者消极刺激配对，就会改变运动所引发的情感联想，进而增加或减少受试者的运动行为倾向，并将这一变化称之为评价性条件反射过程(evaluative conditioning， EC)。Antoniewicz & Brand (2016a)采用了计算机版EC任务。在该任务中，被试被随机分为两组反复观看锻炼图片(条件性刺激，如游泳或者篮球)和正性或者负性情绪图片(非条件刺激，如阳光下的休闲或者正在经历脖子疼的情景)配对出现。结果显示了观看锻炼和正性情绪图片相匹配的被试组具有对身体活动的正性自动情感评价，并选择了具有高强度的锻炼任务。另一篇中Biondolillo & Pillemer (2015)提出通过激活自传体记忆的方法提升正性AEE从而增加锻炼活动。研究中要求本科生完成了两部分的在线调查，表面上是关于大学生身体活动的选择。在第一时段中完成了运动相关态度、动机和自我报告行为的问卷调查评估。接下来，要求被试分别描述一段积极、消极经历的回忆，控制组学生不进行任何回忆。最后要求被试对自己未来锻炼的意愿进行了评估。8天后进行第二时段问卷调查，其中包括对他们在前一周自我报告的锻炼情况的评估。结果发现积极回忆组的学生比控制组的学生在随后的锻炼情况主观报告中表现出更高的活动水平，而负性回忆组的学生报告了中等水平的锻炼，该研究表明了激活与锻炼行为相关的积极情感反应的记忆对学生自我报告的锻炼活动有显著影响。Markland等(2015)通过一个带有指导语的表象干预，要求被试回想一次具有积极感受的身体活动经历，结果发现在运动表象组中，AEE比想象准备一顿饭的对照组更具有积极性。Berry (2016)的研究中，要求被试阅读了一篇有关锻炼的信息，该信息和他们预测的AEE和预测的熟虑性的情感、认知评估不一致。结果显示预测中具有正性AEE的被试在阅读了针对负性熟虑性的认知评估后意外的显示出在之后测试中有较高的正性AEE。
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user: 5. 现有研究存在的问题与展望 总体来说，本文旨在对锻炼心理学背景下双加工理论的观点和相关研究进行梳理。具体来讲，现有研究分别从AEE和锻炼行为相关性研究和实验干预性研究两个方面获得了大量的实证支持。尽管如此，仍有部分研究并未发现AEE和锻炼行为之间的关系。如Endrighi等(2016)采用女性癌症患者的研究结果显示，基线期的AEE并未预测2、4、6个月之后的每日锻炼时间。Chevance等(2017)研究也未发现AEE和自我报告的锻炼行为之间显著相关；Eves等(2007)研究未发现AEE和过去一周内自我报告的中等和高等强度锻炼的频率显著相关。这类研究结果的变异性说明现有研究可能还存在不足之处。 5.1. 测量工具问题 首先，对于AEE的评估均采用内隐认知测量方法，这一方法的优点是避免口头或者自我报告的问卷形式，通过个体的反应时间和错误率间接进行评估，结果分数被作为目标概念如锻炼和情感效价之间联想强度的指标(Schinkoeth & Antoniewicz，2017；史伟锋，2016)。最常用的测量工具有内隐联想测验(Implicit Association Test， IAT)及其变式，除此之外也有研究采用评价性启动任务(evaluative priming tasks， EP)、外部情感西蒙任务(Extrinsic Affective Simon Task， EAST)、GO/NO-GO联想任务(Go/No-go Association Task， GNAT)、冲动趋近倾向任务(impulsive approach tendency tasks)和情感错误归因程序(Affect Misattribution Procedure， AMP)。尽管这些方法能较充分反映情感反应的自动联想，但也部分反映了其他认知属性的自动联想，如运动的健康联想(Berry， 2016)或者运动的重要性联想(Forrest et al.， 2016)。未来研究应进一步明确并选取更能反映不含有认知因素的情感评价的测量工具。 其次，对于锻炼行为的评估，绝大多数研究采用主观评定的方法，由于主观报告容易受到过度报告和回忆偏差的影响(Duncan等，2001)，所采集的数据可能并不能代表实际执行的锻炼行为。因此，未来研究中为了提高对锻炼行为测量的准确性和精确性，选择更加客观的测量方法应该成为这类研究的规则而不是例外。 5.2. 理论的自身发展问题 在锻炼心理学的背景下，双加工理论提供了一种创新的理论框架来解释自动加工和熟虑加工之间的相互作用以及这种相互作用如何影响行为，但对于这一观点的研究证据仍显不足。很多研究证据表明了快乐不可能作为锻炼的记忆。按照人类进化的理论，往往快乐的事情不足以作为记忆保存下来，而那些对人类生存具有威胁作用的不快乐的、不舒服的和疼痛的记忆往往会保存下来。而锻炼心理学领域中很多研究证据也表明了锻炼中不舒服、不快乐和疼痛的感觉往往是个体不锻炼的一个强有力的指标(Ekkekakis & Dafermos，2012)。但这一点还没有被充分证实，需要更多研究来支持巩固该结论。 另外，如前所述，双加工理论强调了AEE和熟虑加工之间的相互作用。根据RIM模型的观点，这些交互作用受到个体认知能力、动机和注意力资源的影响。而APE模型认为AEE和熟虑评价的相互作用主要是由两种评价的一致性或不一致性驱动的。但现有的研究仅关注了AEE对锻炼行为的影响，而对于两个系统之间的交互作用及其影响锻炼行为的机制性研究仍不足。国内已有研究者开始关注到这一点，并试图构建两个系统之间的交互机制模型(许昭，2016；吴洲阳，毛志雄等，2016；王玉秀等，2016)。未来研究需要进一步来明确AEE和熟虑过程如何以及在何种条件下相互作用。 5.3. 扩展干预性研究 尽管现有研究多注重系统1中AEE预测锻炼行为的研究证据，并通过影响和干预这一因素，进而达到改善甚至改变行为的目的，但仍存在需要解决的问题。首先，在现有的实验干预性研究中很少有研究者运用该理论观点进行锻炼行为干预，绝大多数研究仅关注了AEE的改变策略，很大程度地降低了该类研究的实用价值，未来需要更多实验干预性研究考察AEE改变对未来锻炼行为的直接影响。其次，所有发表的关于AEE与锻炼行为之间关系的研究都着眼于短时间内的变化(如Conroy等，2010)，有证据表明AEE对饮食行为有持久的影响(Nederkoorn等，2010)，但目前AEE对锻炼行为的长期影响缺乏研究。最后，现有的有关AEE改变策略的研究仍需要进一步深入研究。尽管不同学者提出了AEE的有效改变策略，但这类研究存在的共性问题是研究中所采用的样本过于偏激。如Antoniewicz和Brand (2016a)在EC任务改变AEE的两个研究中分别采用经常锻炼者和女性；Biondolillo (2014)在自传体记忆改变AEE的研究中选用的是大学生，而且是白种人，女性；Markland等(2015)在运动表象干预AEE中选用大学生，Berry (2016)在阅读运动信息干预方案中选用了经常运动和不经常运动人群。但由于不同性别、不同文化背景、不同年龄，甚至于不同生活方式如坐式生活方式人群具有不同的运动联想，因此未来研究应在不同群体中重复现有AEE改变策略进行验证。
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user: 摘 要 目的：探讨苗药紫金牛、铁扫帚通过对COPD大鼠模型DCN、Smad7、TGF-β1的干预抑制气道重塑的可能作用机制，并观察不同剂量苗药对COPD大鼠的疗效差异，以寻求最佳的量效关系。方法：将60只健康雄性SD大鼠随机分为健康对照组12只，COPD模型组48只，模型组利用熏香烟加气管内注入脂多糖的方法制作COPD大鼠模型，将模型组大鼠随机分为4组：COPD空白组、苗药高剂量组、苗药中剂量组和苗药低剂量组，每组各12只，造模结束后每组随机选取2只大鼠，同时选2只健康大鼠，行病理切片检查(苏木精–伊红染色，HE染色)做模型鉴定。对各苗药组分别对应给予高、中、低剂量苗药紫金牛、铁扫帚灌胃干预治疗4周，健康对照组及COPD空白组分别予灭菌生理盐水灌胃干预治疗4周。运用HE染色观察治疗后各组大鼠肺组织病理改变；用蛋白质印迹法(Western Blot)检测治疗后各组大鼠肺组织中DCN、Smad7、TGF-β1的表达；通过Pearson相关系数分析DCN、Smad7、TGF-β1蛋白之间的相关性。结果：烟熏加气管内注射脂多糖造模法使得实验大鼠出现与COPD相应的病理改变。各苗药组肺组织形态较COPD空白组有所改善，尤以苗药高剂量组最为明显。经苗药治疗后，COPD大鼠模型症状均有所缓解，尤以苗药高剂量组缓解最为明显。经苗药紫金牛、铁扫帚干预治疗后，Smad7、TGF-β1蛋白表达苗药各组与COPD空白组之间均有明显差异(P < 0.05)；DCN蛋白表达苗药高、中剂量组与COPD空白组均有明显差异(P < 0.05)，苗药低剂量组与COPD空白组之间无明显差异(P > 0.05)；苗药高、中剂量组之间Smad7、DCN、TGF-β1蛋白表达均无明显差异(P > 0.05)，但苗药高剂量组Smad7、DCN蛋白表达均数高于苗药中剂量组、TGF-β1蛋白表达均数低于苗药中剂量组。COPD大鼠模型肺组织中Smad7与DCN呈正性相关(P < 0.01)，二者与TGF-β1均呈负性相关(P < 0.01)。结论：在COPD大鼠模型组肺组织中，TGF-β1含量显著升高，DCN、Smad7显著降低；经苗药紫金牛、铁扫帚干预治疗后，苗药治疗组TGF-β1明显降低，DCN、Smad7明显升高，综合比较后发现尤以苗药高剂量组变化最为明显，说明苗药高剂量组疗效最佳。TGF-β1与Smad7、DCN均呈负性相关，Smad7与DCN呈正性相关。 关键词 :紫金牛，铁扫帚，DCN，Smad7，TGF-β1，COPD Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 作为一种破坏性的肺部疾病——慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)以不完全可逆的持续进行性发展的气流受限为其主要特征，多与肺部接触烟雾等有害颗粒或有害气体所引起的异常慢性炎症反应有关。目前COPD虽然可以进行预防与治疗，但仍具有发病率高、致残率高、致死率高等特点。众多研究发现，气道重塑对COPD气流受限产生了重要影响。气道重塑亦称气道重构，是指由于气道壁反复受到慢性炎症刺激损伤且修复不完全导致的气道壁结构功能改变、胶原含量增加以及瘢痕组织形成 [ 1 ]。气道壁及肺实质的慢性炎症、结构破坏是其病理基础，其特征性病理变化是气道壁变形增厚，尤以平滑肌细胞增厚最明显，还发生了细胞外基质(extracellular matrix， ECM)重塑，从而导致气流阻力增加和气道管腔狭窄 [ 2 ] [ 3 ]。还有研究 [ 4 ] 表明，COPD的气道重塑与成纤维细胞增生、黏液腺肥大增生、胶原沉积、杯状细胞增生、氨基聚糖沉积等的参与有关。由于COPD患者气道重塑的不完全可逆性导致患者呼吸困难、喘息等症状呈进行性加重，故很多学者将研究重心转向如何抑制COPD气道重塑，若能逆转或部分逆转其气道重塑，将为治疗疾病带来关键性的突破。 转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1， TGF-β1)是一种广泛存在的多功能细胞因子，哺乳动物体内几乎所有细胞都能分泌TGF-β [ 5 ] ，它具有多种生物活性。在呼吸系统疾病中，ECM、炎症介质、成纤维细胞、平滑肌细胞等因子在TGF-β1的调控下可发生多种与气道重塑病理改变有关的反应 [ 6 ]。TGF-β1是迄今为止最强的细胞外基质沉积促进剂 [ 5 ]。当COPD患者气道受炎症刺激时，气道平滑肌会分泌大量的TGF-β1，TGF-β1反作用于气道，使平滑肌增生、杯状细胞肥大，加速细胞外基质沉积，影响胶原及纤维连接蛋白的合成增多等，最终导致气道管腔狭窄阻塞，直至发生不完全可逆的功能改变。TGF-β1的这一系列作用需要在信号转导因子Smads蛋白的介导下才能顺利完成，活化的TGF-β1能够诱导R-Smads蛋白(受体特异性Smads，主要是Smad2、3参与)磷酸化，磷酸化后的Smads蛋白与Co-Smads (公用Smads，Smad4是哺乳动物体内唯一的Co-Smads)结合形成复合物，形成复合物后对TGF-β1的信号进行直接转导，经过转导后的TGF-β1进入细胞核直接发挥其生物作用。组织学分析显示，Smad7的表达水平在肺部最高，它属于抑制性Smads (I-Smads)，与TGF-β的I型受体结合后能够阻止R-Smads蛋白与I型受体结合，进而阻止R-Smads的磷酸化激活，从而抑制TGF-β的转录应答，TGF-β1本身也能诱导I-Smad进行基因转录过程，因此二者之间的关系属于TGF-β信号自身的负反馈调节 [ 7 ]。在正常机体中，随着TGF-β1的升高，Smad7蛋白反而降低发挥其抑制作用，在COPD肺组织中，是否因为TGF-β1过表达抑制了Smad7蛋白的正常表达，从而限制其对TGF-β1的负向调节作用尚待研究。 核心蛋白聚糖(decorin， DCN)主要存在于结缔组织中，与胶原纤维合成有关，是TGF-β的天然拮抗剂，能够通过核心蛋白与TGF-β1特异性结合使TGF-β的生物活性被中和灭活，具有负反馈调节TGF-β1的作用 [ 8 ]。对于气道重塑来说，TGF-β1占有至关重要的促进作用 [ 5 ] ，若能证实抑制性Smads蛋白Smad7和DCN呈正性相关，在对TGF-β1的抑制过程中起相互协同、促进作用，是否能为改善COPD的气道重塑提供新思路呢？ 对于COPD稳定期的治疗目标是减轻当前症状、减少急性加重次数、提高生活质量、改善活动能力等，做到早治早防，降低其致死、致残率。2013版诊治指南 [ 9 ] 提出，对COPD稳定期的患者实行教育和管理，包括戒烟、缩唇锻炼、远离吸入性粉尘烟雾等，提高患者对自身疾病的认识及对疾病的处理能力，配合管理、加强预防，维持疾病的稳定；药物治疗主要有支气管舒张剂、β2-受体激动剂、抗胆碱药、茶碱类药、激素、磷酸二酯酶4抑制剂等，以上药物虽然能改善患者症状、体征，但也能引起一系列不同程度的不良反应，根据2011版中医诊疗指南 [ 10 ] ，对于稳定期的治疗，中医药或中西医结合治疗在症状改善、生活质量和运动能力的提高及急性加重的减少方面疗效较单纯西医药治疗好。目前对COPD的治疗均不能从根本上解决问题，很大程度上取决于其未明的发病机制，研究COPD的发病机制，探索新的治疗方法成为亟待解决的医学问题。紫金牛、铁扫帚是贵州民族医药的重要组成部分，是贵州苗族止咳化痰平喘民间验方中的主要药物。目前对于苗药干预COPD气道重塑的研究甚少，本课题分使用不同剂量苗药紫金牛、铁扫帚煎剂对COPD大鼠模型进行灌胃治疗，观察各组大鼠的症状改善情况、肺组织的形态学改变及肺组织中TGF-β1、DCN、Smad7的蛋白表达差异，研究DCN、Smad7对TGF-Smads信号传导通路可能产生的影响及苗药紫金牛、铁扫帚干预治疗COPD大鼠模型气道重塑的可能作用机制，探讨DCN、TGF-Smads信号通路在COPD气道重塑中所扮演的角色，旨在为苗药的推广及临床应用奠定一定的理论基础。