《自然杂志》部分高影响力文章推介（2022

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1. 南海的形成与演变

孙珍

自然杂志 2022, 44 (1): 31-38. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.01.003

摘要（8217）

PDF（pc）（6495KB）（2730）

南海是东亚陆缘最大的边缘海，构造类型多样，油气资源丰富。然而，科学家们对于南海如何发育演化成今天的局面、深部的驱动机制以及影响因素尚存在诸多争议。为解决上述问题，科学家在南海开展了大量的地球物理调查以及三轮五次的国际大洋钻探，取得重要进展。文章综合多年来的研究和认识，对南海的成因归属和发育演化历史进行了总结。在此基础上提出尚存在的三个前沿科学问题，包括南海主-被动陆缘转换的机制、南海陆缘破裂方式、南海存在大量岩浆活动的机制等，希望能通过更多深探测手段和更多的大洋钻探去揭示这些问题，从而服务南海的资源开发和灾害预警。

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2. 二维半导体光催化材料研究进展

徐若航, 崔丹丹, 郝维昌

自然杂志 2023, 45 (5): 355-362. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.05.00410.3969/j.issn.0253-9608.2023.05.004

摘要（8153）

PDF（pc）（3218KB）（1737）

光催化技术可以直接利用低能量密度的太阳光驱动化学反应，实现用太阳能-高密度化学能直接转化来生产清洁能源和工业原料，也可以驱动污染物和有毒物质降解来治理环境污染，具有巨大的应用潜力。尽管光催化材料的研究开发已有越来越多的报道，但在催化活性、选择性、稳定性等方面还远不能满足大规模应用的要求。近年来，在众多被报道的光催化剂中，二维半导体材料表现出优异的催化性能和应用潜力，文章系统性总结了二维半导体光催化材料的研究现状，并对未来的研究方向进行了展望。

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3. 气候变化与碳中和

周天军, 陈晓龙, 张文霞, 张丽霞

自然杂志 2024, 46 (1): 1-11. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.001

摘要（8104）

PDF（pc）（3339KB）（3739）

工业化以来化石燃料的广泛使用使大气中的二氧化碳浓度急剧升高，造成全球气候变暖、极端天气气候事件频发。为有效应对和减缓气候变化，国际社会通过《巴黎协定》设定了2 ℃和1.5 ℃温控目标，由此提出了碳中和的概念。文章介绍了全球变暖的基本事实、人类碳排放对工业化以来全球变暖的作用，归纳了关于未来气候变化的主要结果，阐释了1.5/2 ℃温升阈值与碳中和的关系，概述了国际社会为有效应对全球变暖而在减少碳排放方面的努力。

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4. “山水林田湖草沙”的形成、功能及保护

石岳, 赵霞, 朱江玲, 方精云

自然杂志 2022, 44 (1): 1-18. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.01.001

摘要（7013）

PDF（pc）（8123KB）（3005）

“山水林田湖草沙”是对我国多样化生态系统的简要概括和通俗表达。它们在外观和结构上存在明显差异，但又相互联系、相互影响，共同构成生命共同体，为人类社会延续发展提供物质基础和必要条件。当前，“山水林田湖草沙”的一体化治理、保护和修复，已成为推动我国生态文明建设的重要抓手。文章较为系统地总结了我国“山水林田湖草沙”的本底情况，简要介绍它们形成的条件和原因，并从生产、生态、文化与景观等三个方面阐述各自的主要功能。在此基础上，文章基于生态学视角，对生态文明建设中应如何开展“山水林田湖草沙”的治理、保护和利用进行了讨论，回顾国内外若干对生态环境产生负面影响的案例，并简要阐述生态文明建设的生态学途径。

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5. 皮肤伤口修复的过程与机制

王娟, 李肖洁, 窦涵钰, 丁小雷

自然杂志 2022, 44 (2): 87-95. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.02.002

摘要（4542）

PDF（pc）（1768KB）（7595）

正常的伤口修复能力对于生存与健康十分重要。皮肤伤口修复是一个极其复杂的生物学过程，涉及多种不同类型细胞、细胞外基质和细胞因子在时间、空间上有序的相互作用，最终完成皮肤屏障修复与组织内稳态维持。文章总结了伤口修复的主要过程，并重点阐述不同类型细胞在损伤修复过程中的作用，讨论了无疤痕修复的潜在机制。

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6. 聚焦ChatGPT：发展、影响与问题

罗戈, 张新鹏

自然杂志 2023, 45 (2): 106-108. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.02.004

摘要（4368）

PDF（pc）（1672KB）（3139）

ChatGPT是大规模自然语言模型GPT不断发展优化的产物，最近受到学术界和产业界的高度关注。ChatGPT可用语言交流形式实现与人的交互，并从语言拓展到多模态形式。文章对ChatGPT的发展历程进行回溯，并介绍其在多模态、个性化、交互性方面的影响，最后对ChatGPT当下和未来的应用中可能存在的问题进行探讨。

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7. 镁合金结构材料应用现状与展望

谭军, 王芳磊, 蒋斌, 潘复生

自然杂志 2023, 45 (2): 93-105. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.02.003

摘要（3762）

PDF（pc）（3268KB）（9086）

镁合金密度仅为铝合金的2/3，钢铁的1/4，因此镁合金零部件的大规模应用有助于轻量化和节能减排。在碳达峰、碳中和背景下，镁材料的发展应用潜力巨大。文章分析了国内外镁合金的产业现状及其加工技术，重点综述了镁合金作为结构材料在汽车、轨道交通、自行车、3C(计算机、通信和消费电子产品)、航空航天、国防工业等领域的发展与应用情况，梳理了目前镁产业存在的主要问题，最后对镁合金结构材料的未来发展进行了展望。

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8. 金属玻璃的过去、现在和未来

汪卫华

自然杂志 2022, 44 (3): 173-181. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.03.001

摘要（3461）

PDF（pc）（3648KB）（3404）

金属玻璃(又称非晶合金)是一类原子结构长程无序、短程有序的金属材料。它是通过急冷、高压、强变形、先进制造等现代技术工艺以及熵或序调控理念合成的，兼具金属、玻璃、液体、固体和软物质等物态特性的新型金属材料，也是玻璃家族的新成员。金属玻璃突破了金属材料原子结构有序的固有概念，颠覆了传统金属材料从成分和缺陷出发设计和制备的思路，把金属材料的强度、韧性、弹性、抗腐蚀、抗辐照等性能指标提升到前所未有的高度。它对金属材料的研发、结构材料、绿色节能、磁性材料、催化、信息等领域产生深刻的影响，同时催生了准晶、高熵合金、复杂合金、高熵金属玻璃、非晶基复合材料等新金属材料体系，彻底改变了古老金属和玻璃领域的面貌。金属玻璃的发明和研究虽然只有不到百年历史，但已经在军工航天等高技术、绿色节能、信息电子器件、催化、防腐等领域有广泛的应用，也为研究材料科学、凝聚态物理、复杂体系中一些重要科学问题提供了独特的模型体系，并成为凝聚态物理的一个重要分支学科。文章回顾了近百年来金属玻璃研究和研发的历程，分析了当前该领域的前沿科学问题、发展方向、重要进展、机遇和挑战，以及在高新技术领域的应用，并探讨了金属玻璃及其相关领域如地外玻璃的发展前景。

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9. 氢冶金的发展历程与关键问题

鲁雄刚, 张玉文, 祝凯, 李光石, 叶水鑫, 武文合

自然杂志 2022, 44 (4): 251-266. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.04.001

摘要（2598）

PDF（pc）（7588KB）（4984）

在“双碳”(碳达峰碳中和)战略背景下，以氢代碳的氢冶金成为钢铁企业优化能源结构和工艺流程、实现绿色低碳可持续发展的有效途径之一。以《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的通过为时间节点，梳理和追溯了氢冶金的发展历程。从“以煤代焦、以气代焦”到“以氢代碳、以氢减碳”，铁矿石冶炼工艺由以减少焦炭和焦煤依赖为初衷，转变为以降低碳排放为重心，再到以净零碳排放为最终目标，逐渐形成高炉富氢冶炼和全氢直接还原工艺两大技术路线。从目前中国钢铁生产结构以及降碳目标来看，长流程产钢量占90%，高炉炼铁碳排放占比大、基数大。高炉低碳冶炼是规模化实现中国钢铁工业低碳的重要路径，而高炉富氢冶炼对“双碳”过渡时期的炼铁工业应用具有重要意义。从未来钢铁行业发展及能源结构转变来看，全氢直接还原工艺是实现钢铁行业净零碳排放的重要路线。发展氢冶金的关键问题包括如何解决绿色经济化制氢和安全规模化用氢。

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10. 太赫兹波调控技术：驾驭太赫兹之光

姚建铨, 李杰, 张雅婷, 丁欣, 吴亮

自然杂志 2023, 45 (1): 1-16. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.01.001

摘要（2408）

PDF（pc）（7929KB）（16772）

随着研究的不断深入，太赫兹科学与技术在多个基础研究及工程应用领域的重要地位日益凸显。辐射源、传输与控制及探测感知是太赫兹技术进一步发展需要继续探索的三个重要方面。太赫兹波应用的共同基础是使其与物质发生有效的相互作用以携带信息、传输能量等，实现这些过程往往需要对太赫兹信号的振幅、相位、频率、偏振、波前等电磁特性及自旋角动量、轨道角动量等光子特性在时空维度上进行调控。上述调控可以直接在辐射源处进行，也可以在传输过程中引入额外的功能器件。文章介绍了几种最具代表性的、基于源及器件的太赫兹波调控技术，并总结其基本原理、发展历程及最新进展。太赫兹波调控技术的发展将为太赫兹波的进一步应用奠定坚实的基础。

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11. 肥胖治疗的挑战与希望

张彦康, 张婷, 李雨, 马欣然, 徐凌燕

自然杂志 2022, 44 (6): 469-479. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.03.012

摘要（1795）

PDF（pc）（1842KB）（3998）

肥胖是由能量摄入和能量消耗长期失衡引起的脂肪过度堆积。近年来，全球肥胖人数持续上涨，肥胖已成为主要的公共健康问题。肥胖增加糖尿病、脂肪肝、心血管疾病、癌症等多种疾病的风险，导致患者生活质量及寿命下降，严重威胁人类健康。然而，肥胖发生发展机制复杂，干预肥胖的手段仍然有限。因此，需要深入了解肥胖发生发展的机制并提出干预策略。文章对肥胖的发生因素、干预策略、现有问题以及未来前景进行讨论。总而言之，肥胖治疗仍然面临巨大挑战，但新的减肥方式也给人们带来希望。

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12. 无人艇集群控制技术研究综述

鲍凌志, 杜家辉, 胡辛明, 袁晓宇, 翁磊, 钟雨轩

自然杂志 2023, 45 (3): 207-216. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.03.005

摘要（1668）

PDF（pc）（5522KB）（4654）

在日益复杂的海洋环境下，为了适应多样的作战任务，无人艇通常以艇群方式协同作业，其中无人艇集群技术近年来发展迅速。文章主要介绍了各国无人艇集群系统发展现状，着重梳理了无人艇集群任务分配、集群编队以及集群避障这三项关键技术的最新发展。最后，对无人艇集群协同控制的研究方向和未来趋势进行总结和展望。

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13. 水稻高温感知及响应机制的研究进展

阚义, 林鸿宣

自然杂志 2022, 44 (6): 411-421. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.06.001

摘要（1543）

PDF（pc）（5048KB）（1990）

全球气候变暖威胁粮食安全，水稻极易受到高温的影响而减产。植物通过不同层面感知高温并激活下游的高温响应，包括膜流动性、蛋白质内稳态和活性氧内稳态平衡的改变等。水稻在不同的亚细胞结构(细胞膜、内质网、叶绿体)和不同的生理生化过程(核酸、蛋白质、代谢)上响应高温。自然位点在生产应用上更为便捷，其中TT1(Thermotolerance 1)、TT2、TT3是三个重要的水稻耐高温自然位点，并分别通过参与毒性蛋白清除、钙信号介导的蜡质代谢以及细胞膜-叶绿体信号转导调控水稻抗热，因此挖掘耐高温自然位点，解析作物高温感知及响应机制，为培育抗高温作物新品种提供理论基础，具有重要意义。

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14. 中国被子植物多样性及其保护研究进展

赵雨杰, 赵莉娜, 胡海花, 彭丹晓, 陈之端, 鲁丽敏

自然杂志 2023, 45 (6): 399-409. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.06.001

摘要（1531）

PDF（pc）（39996KB）（658）

由于气候变化与人类活动的影响，中国生物多样性受到严重威胁，急需开展保护工作。《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》提出“3030目标”，即到2030年保护全球至少30%的陆地和海洋。目前中国各级各类自然保护地虽覆盖陆域国土面积达18%，但距30%的目标仍有差距，亟需识别更多优先保护地。研究人员基于丰富度、特有性、受威胁程度、进化历史等多样性指标均识别出中国西南地区是被子植物的多样性热点，进一步利用新-古特有分析、整合多个指标的综合丰富度指数和综合系统发生多样性指数识别出更多独特的保护空缺，为完善中国自然保护地体系建设提供了科学支撑。

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15. 植物光合作用原初反应与电子传递调控

陈铸峰, 田利金

自然杂志 2024, 46 (1): 35-45. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.004

摘要（1513）

PDF（pc）（4322KB）（2524）

光合作用是地球上最大规模的能量物质转换和生物固碳过程，是绝大多数生命生存和发展的物质基础。光反应是光合作用的第一步，其调控机制对于植物的生长至关重要。近年来随着分子生物学、结构生物学等现代学科交叉融合发展，许多经典光反应调控途径的分子元件得以深入解析，多种新的调控机制逐渐浮现。文章简述了光合作用光反应过程，并结合国内外最新成果重点讨论了捕光和电子传递链调控机制。相关研究不仅加深对光合作用的认识，而且对优化植物生长进而解决能源粮食等重要问题具有潜在应用意义。

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16. 慢性心力衰竭的诊疗现状

孙君怡, 薛睿聪, 梁玮昊, 董吁钢, 刘晨

自然杂志 2022, 44 (2): 126-148. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.02.007

摘要（1402）

PDF（pc）（2218KB）（2791）

心力衰竭是各种心脏疾病的终末阶段，其高死亡率和再住院率一直是治疗的难点。经过多年的临床和基础研究，心力衰竭的诊疗进展迅速。现行的国家心力衰竭指南将心力衰竭分为多个类别，对每个类别都有具体的诊疗方法。文章根据中国、美国和欧洲的心力衰竭指南，从流行病学、病因与诱因以及各类心力衰竭的诊疗、并发症和预后管理等方面对心力衰竭进行全面介绍。简要分析并整理现有的基础研究和临床试验，以期使更多读者了解该疾病。

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17. 非酒精性脂肪肝与心血管疾病相关性的研究

屠燕, 杨婵娟, 黄莹, 李世超, 曾庆春

自然杂志 2022, 44 (2): 149-154. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.02.008

摘要（1154）

PDF（pc）（1251KB）（1004）

非酒精性脂肪肝是慢性肝功能障碍最常见的原因，是一个严重的全球性健康问题。非酒精性脂肪肝已被证明与胰岛素抵抗、肥胖和代谢综合征相关，而这些因素又与心血管疾病密不可分。大量研究表明，非酒精性脂肪肝患者发生心血管疾病的风险增加，心血管疾病是其主要的死亡原因。越来越多的证据提示非酒精性脂肪肝不仅是心血管疾病的一个易感因素，而且可能参与了心血管疾病的发病机制。

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18. 输流管道振动的被动控制研究

丁虎

自然杂志 2022, 44 (4): 316-322. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2022.04.006

摘要（1111）

PDF（pc）（2052KB）（3674）

输流管道在内部流动流体和外部激励作用下，展现出复杂的振动特性。随着工程中对振动控制水平的要求越来越高，输流管道振动的控制研究吸引的关注也逐渐增多。文章对输流管道振动被动控制研究进行了梳理。首先，介绍输流管道振动被动控制的重要性和存在的困难；其次，简介输流管道动力学研究的一般特点；然后，综述了输流管道被动控制研究的进展；最后，对未来需要深入研究的方向给出建议。期望文章有助于科研人员了解输流管道振动被动控制的研究现状，并能引起更多关注，从而促进管道系统高效、安全运行。

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