《International Biodeterioration & Biodegradation》：Assessing the deteriogenic vascular flora of castles and towers in Campania, Italy
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本研究分析了意大利坎帕尼亚地区40座历史城堡和塔楼的植物群落，发现建筑材料是生物降解风险的主要影响因素，火山岩（HI≈32-36）风险最高，石灰岩（HI≈23-25）次之，火山凝灰岩（HI≈20-22）风险最低。海拔与海岸距离对HI无显著影响，但定期维护可有效降低风险。
Alessia Cozzolino|Giuliano Bonanomi|Ivana Vitasovi?-Kosi?|Giandomenico Amoroso|Riccardo Motti
那不勒斯费德里科二世大学农业科学系，卡洛·迪·博尔博内广场1号，波尔蒂奇（NA），80055，意大利
摘要
生物降解是指石制纪念碑、壁画、木材、纸张、植物/动物纤维和羊皮纸艺术品由于生物体在这些基质上生长所产生的物理和化学因素的共同作用而发生的退化现象。本研究探讨了维管植物在坎帕尼亚（意大利南部）地区城堡和塔楼生物降解中的作用，分析了它们与建筑材料（基质）、暴露程度、距海距离以及海拔高度之间的关系。通过危险指数（HI）评估了植物入侵的影响，结果表明基质是影响物种多样性和生物降解风险的最关键因素。尽管周围森林面积较大，但显花植物的数量随着海拔的升高而减少。这种模式可能与内陆和高海拔地区石灰岩结构的普遍存在有关，这些结构较不易被生物侵入。此外，距海距离和海拔高度对危险指数没有一致的影响，但中等海拔区域的风险值较低，可能反映了这些地区更好的维护措施。这些发现强调了需要制定针对特定地点的保护策略，考虑到基质的脆弱性（如凝灰岩的高生物接受性）以及某些植物（如对致腐材料的选择性入侵），同时也要考虑维护措施的作用。沿海和低海拔地区较低的危险指数表明定期干预可以有效限制由植物引起的退化。
引言
石质文化遗产包括具有重大文化、历史、艺术和科学价值的历史文物。许多这些文物属于露天文化遗产，包括寺庙、纪念碑、城堡等。石制文物持续暴露在自然气候因素（如阳光、降雨和温度变化）以及大气中的微生物和化学污染物中（Nowicka-Krawczyk等人，2019；Zhang等人，2023；Wang等人，2025）。这些环境压力加上人类活动以及石料本身的特性，加速了风化过程，导致其逐渐退化（Chen等人，2000；Liu等人，2020）。非生物风化过程是不可避免的，为生物体的入侵创造了条件（Motti等人，2021；Zhu等人，2025）。大量研究表明，微生物在岩石退化过程中起着关键作用。藻类和蓝细菌通常作为初级入侵者，因为它们对水分的需求较低；随后是地衣，它们具有很强的耐旱性和耐高温性。真菌通过染色和降低材料凝聚力等方式进一步加剧退化（Lisci等人，2003；Miller等人，2012）。在持续的环境和微生物影响下，维管植物对建筑物的入侵变得越来越普遍和严重，这些生物对历史纪念碑墙体的结构完整性构成严重威胁（Caneva等人，2009a，2015；Cozzolino等人，2022，2025）。过去，墙体植被被称为“绿色破坏”，因为它会对历史建筑造成损害，这一问题如今仍然普遍存在（Lisci等人，2003；Lee和Yi，2007）。现代术语将其称为“生物降解”，强调了清除植被以保护历史结构的重要性。随着对这些过程理解的加深以及对有效管理策略的迫切需求，相关研究日益增多，使得预防和控制生物降解成为保护文化遗产的全球性优先事项（Rose，1981；Mishra等人，1995；Hueck，2001；Fidanza和Caneva，2019；Cirone等人，2023）。这项工作体现了重要的社会责任，确保过去的建筑遗产成为我们共同文化遗产的一部分（Steinbauer等人，2013）。在这种情况下，研究意大利等历史建筑和纪念碑丰富的地区的生物降解现象至关重要。根据联合国教科文组织的数据，意大利拥有全球约三分之二的世界文化遗产（Motti和Bonanomi，2018）。坎帕尼亚地区拥有众多城堡和塔楼，这些建筑是伦巴第人、诺曼人、施瓦本人、安茹人和阿拉贡人等不同文明的历史象征，每个文明都对该地区的复杂历史和建筑景观产生了影响。尽管所有这些防御性建筑都位于战略要地且具有历史意义，但目前只有部分被作为旅游景点推广，而其他建筑的维护和认可度有限。本研究旨在评估植被入侵导致的结构退化风险，同时提高人们对坎帕尼亚历史防御工事的文化和生态价值的认识（Tesauro等人，2013）。城堡和塔楼也是植物物种的人为栖息地，其中许多物种稀有且受到保护。这种独特性源于与岩石材料相关的特定微气候条件、低干扰频率以及这些地点的长期稳定性（Steinbauer等人，2013；Láníková和Lososová，2009）。旧城堡或城墙上的植被可以起到美化作用（Pacini，1994；Steinbauer等人，2013），但必须优先考虑保护工作，防止植被造成的严重损害。因此，在制定有效的预防性保护策略之前，全面了解与这些文物相关的植物群落组成过程至关重要（Ding等人，2025）。为此，本研究调查了维管致腐植物的影响，探讨了石质建筑材料、当地环境条件和常规管理措施如何影响历史城堡和塔楼中的植物生长和分布。此外，还旨在评估植被入侵相关的结构退化风险，提高人们对坎帕尼亚历史防御工事的文化和生态价值的认识。
研究地点
本研究在意大利坎帕尼亚地区的40个历史遗址（包括城堡和塔楼）进行（图1）。
这些遗址分布在不同的地理区域，海拔范围广泛（0–740米），距海直线距离也从沿海地区（0公里）到内陆地区（最远55公里）。这种多样性有助于分析海拔高度、暴露程度、距海距离等环境因素的影响。
植物调查
在对40个研究地点的全面调查中，记录了来自46个科的164个植物分类单元（补充材料表A1）。利用所有40个调查地点的数据生成了物种积累曲线，以评估整个研究区域的采样完整性。观察到的渐进趋势表明，采样工作足以捕捉到大部分植物多样性（图2）。
物种最丰富的科是菊科（26个分类单元），其次是……
结论
本研究证实了岩性基质在塑造坎帕尼亚地区历史城堡和塔楼上植物入侵模式中的关键作用。不同基质的危险指数（HI）值存在显著差异：砂岩和凝灰岩的平均值最高（约32–36），石灰岩的指数居中（约23–25），而凝灰岩的风险最低（约20–22）。显花植物是最具破坏性的生物类型，主要分布在凝灰岩上，并且随着海拔的升高而显著减少。
作者贡献声明
Alessia Cozzolino：撰写初稿、软件使用、资源获取、调查实施、数据分析、概念构建。Giuliano Bonanomi：数据可视化、结果验证、研究监督、方法论设计、概念构建。Ivana Vitasovi?-Kosi?：文本修订与编辑、结果验证、研究监督。Giandomenico Amoroso：调查实施、概念构建。Riccardo Motti：数据可视化、结果验证、研究监督、资源管理、方法论设计、数据整理、概念构建。
资金来源
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。
