Modeling of Phosphorus in the Environment pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Radcliffe, David Elliott (EDT)/ Cabrera, Miguel L. (EDT)

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 197.69

装帧:HRD

isbn号码:9780849337772

丛书系列:

图书标签:

Phosphorus
Environmental Chemistry
Environmental Modeling
Water Quality
Soil Science
Eutrophication
Biogeochemistry
Pollution
Sustainable Agriculture
Ecosystems

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具体描述

Despite advances in modeling, such as graphical user interfaces, the use of GIS layers, and databases for developing input files, the approaches to modeling phosphorus (P) have not changed since their initial development in the 1980s. Current understanding of P processes has evolved and this new information needs to be incorporated into the current models. Filling this need, "Modeling Phosphorus in the Environment" describes basic approaches to modeling P, how the current models implement these approaches, and ways to improve them. The book sets the scene with a review of general approaches to modeling runoff and erosion, P in runoff, leaching of P, stream processes that affect P, and an examination of the important issue of model uncertainty. It describes state-of-the-science watershed-scale P transport models including dynamic semi-disturbed models, models of intermediate complexity, and two lumped models. Phosphorus Indexes (PIs) represent one end of the modeling spectrum and the book takes a comprehensive look at PIs developed in each state, and illustrates some of the problems encountered when incorporating PIs into farm-scale manure management software. The book discusses monitoring data, which is critical for calibrating models, and concludes with suggestions for improving the modeling of P. From researching mechanisms to applying regulations, the uses of phosphorus models have increased as our knowledge of the effects of phosphorus in the environment has increased. Drawing on contributions from experts, the book gives you the tools to select the model that best fits your needs.

好的，这是一份关于一本名为《建模：环境中的磷循环》的图书简介，内容旨在详尽阐述该领域的核心议题，同时严格避开对特定书籍内容的直接描述或引用：图书简介：环境中的磷循环建模：基础、方法与应用书名：环境中的磷循环建模（Modeling of Phosphorus in the Environment）本书导读：磷（Phosphorus, P）是地球生命系统中不可或缺的关键营养元素，其在生态平衡、水资源管理乃至全球气候变化中扮演着至关重要的角色。然而，人类活动，特别是化肥的过度使用和废水排放，已显著改变了自然界中磷的传统循环模式，导致水体富营养化、生物多样性丧失等一系列环境问题。理解、预测和管理环境中的磷行为，要求我们从定性认知深入到定量的模拟分析。本书致力于系统梳理和深入探讨环境系统中磷循环的数学建模这一跨学科领域的核心理论、方法论和实际应用。它并非仅仅局限于理论的罗列，而是力求构建一个从基础科学原理到复杂系统工程应用的完整知识框架，为环境科学家、水资源工程师、生态学家以及政策制定者提供一套强大的分析工具集。核心内容结构与深度解析：本书的结构旨在引导读者逐步掌握磷循环建模的复杂性，涵盖了从微观化学过程到宏观流域尺度的全景图。第一部分：磷循环的生态地球化学基础本部分奠定了磷建模的理论基石。首先，详细阐述了磷在土壤、沉积物和水体中的主要形态（如溶解性无机磷、有机磷、颗粒态磷）及其相互转化机制。这包括对磷酸盐在不同pH值下的溶解度、吸附/解吸动力学（如铁锰氧化物、钙质矿物和有机质对磷的结合作用）的深入讨论。特别强调了生物有效性（Bioavailability）的概念，即有多少比例的磷能够被生物体吸收利用，这是许多生态模型预测成功与否的关键参数。此外，章节详细分析了陆地生态系统中植被吸收、凋落物分解释放磷的生物地球化学速率方程，为后续的动态模型构建提供了必要的参数基础。第二部分：磷迁移与转运机制的模拟磷的迁移是连接陆源输入与水体响应的核心环节。本部分专注于描述和量化磷在不同介质间的跨域转移。土壤侵蚀与径流输送：详细介绍了基于过程的土壤侵蚀模型（如RUSLE的改进版）与地表径流模型（如SWMM或Horton机制）的耦合，用以估算磷沿地表和浅层土壤流失的量。对颗粒态磷（Ps）的携带机制，包括悬浮泥沙的携带能力和沉积速率的影响进行了精细的数学描述。地下水与包气带过程：探讨了磷在土壤剖面垂直运移的溶质转运模型，特别是考虑了吸附-解吸平衡反应（如LRT模型）对磷在包气带中向下渗透速率的调控作用。第三部分：水体系统中的磷动态模拟水体富营养化的核心在于水相中溶解磷（DLP）的浓度变化。本部分是全书的技术核心，聚焦于水生态系统（湖泊、水库、河流）的动态模拟。一维/二维水动力模型基础：首先回顾了浅水方程和瞬态质量平衡方程在水体模拟中的应用，这是进行物质输送模拟的前提。耦合的生物地球化学反应：重点介绍了多组分、多形态的磷循环子模型。这包括浮游植物对磷的吸收动力学（如Michaelis-Menten或Droop模型）、藻类死亡后的沉降与分解、底层沉积物与上覆水之间的交换通量计算。特别讨论了沉积物内源负荷（Internal Loading）的建模，通过氧化还原电位（Eh）变化驱动的铁磷键断裂过程，量化沉积物释放磷的“时滞效应”和“爆发性释放”情景。模型的校准、验证与不确定性分析：介绍了应用敏感性分析、参数校准（如使用遗传算法或马尔可夫链蒙特卡洛方法）来提高模型预测能力的工程实践，并对模型结果的可靠性进行了严格的评估。第四部分：流域尺度的集成建模与管理应用环境问题的复杂性要求模型必须具备跨尺度的集成能力。本部分将视角提升至整个流域尺度，探讨如何将上述点过程模型（如沉积物模型、水动力模型）集成到流域尺度的地表过程模型中。流域水文-磷负荷模型：介绍了分布式和半分布式的流域模型框架（如SWAT或类似的半经验模型在磷负荷估算中的应用），强调了土地利用变化、农业管理实践（如磷肥施用时间与量）对总磷负荷的影响评估。情景模拟与决策支持：阐述了如何利用这些集成模型进行“假设分析”（What-if Scenarios）。例如，模拟不同规模的污水处理厂升级、湿地恢复或农业退耕措施对下游水体磷浓度长期趋势的影响。这些模拟结果直接服务于环境容量确定、污染源削减目标设定和生态修复工程的优化设计。本书的独特价值：本书不仅全面覆盖了磷循环建模的“是什么”（What）和“如何做”（How），更强调了模型选择的“为什么”（Why）。它鼓励读者根据研究对象的尺度、可获取数据的精度以及管理目标的不同，灵活地选择和定制最合适的模型结构，避免盲目套用。通过大量的案例讨论（侧重于全球典型湖泊和河流系统的模拟挑战），本书为构建一套科学、可信赖的环境磷管理工具提供了坚实的理论和操作指导。它旨在弥合基础化学、生态学与应用数学、计算科学之间的知识鸿沟。