Modern Biogeochemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Bashkin, V. N.

出品人:

页数:572

译者:

出版时间:

价格:79.95

装帧:Pap

isbn号码:9781402009945

丛书系列:

图书标签:

• Biogeochemistry
• Environmental Science
• Ecology
• Geochemistry
• Earth Science
• Carbon Cycle
• Nutrient Cycling
• Isotopes
• Climate Change
• Environmental Chemistry

深入剖析地球生命系统的物质循环与演化：一本涵盖地球化学、生态学与地质学前沿的综合性著作 本书旨在为读者构建一个全面、深入理解地球生命系统运作机制的知识框架。不同于仅关注特定元素的传统化学教科书，我们致力于阐述生物地球化学过程在塑造地球环境、驱动生命演化中的核心地位。全书结构严谨，内容覆盖面广，尤其侧重于对关键物质循环路径的定量分析和对古老地球环境的深刻洞察。 第一部分：基础与框架——构建地球化学视角的基石 本部分首先为读者奠定坚实的地球化学基础。我们从物质的原子结构、同位素地球化学原理出发，详细解析了稳定同位素（如$ ext{O}$、$ ext{C}$、$ ext{S}$）和放射性同位素在示踪物质来源、反应速率和时间尺度上的应用。重点讨论了地球化学分馏的物理化学机制，强调了温度、压力和生物活动对同位素比值的影响。 随后，本书引入了生物地球化学循环的基本概念模型。我们不满足于描述循环的路径，而是深入探讨了驱动这些循环的能量梯级和电子传递过程。读者将学习如何运用热力学和动力学原理来理解微生物在全球碳、氮、磷等关键元素循环中的调控作用。大量的案例研究将贯穿此部分，例如使用碳同位素重建过去海洋碳的储存在哪里、经历了何种生物化学转化。 第二部分：关键元素的生命驱动力——精细化的循环机制解析 本部分是全书的核心，对生命至关重要的几种元素进行了细致入微的分析。 碳循环的深度透视： 我们将碳循环置于地质历史的长河中考察，从大气$ ext{CO}_2$的捕获到海洋的溶解、生物的固定，直至最终的沉积与变质作用。特别关注了海洋碳汇的物理泵和生物泵的协同作用，并探讨了微生物介导的甲烷生成与氧化在调节气候平衡中的敏感性。对冰芯记录、沉积岩中碳同位素负漂移事件（如古元古代的“快雪”）的分析，将使读者理解大规模气候波动与碳循环失衡的内在联系。 氮循环的复杂性与限制性： 氮是生命的基石，但其循环过程极其依赖微生物的酶促反应。本书详述了固氮、硝化、反硝化等核心过程的生化途径、环境控制因子以及它们对生态系统生产力的限制作用。我们还将讨论人类活动（如哈伯-博施法）对全球氮循环造成的巨大扰动，并评估其对水体富营养化和温室气体排放的影响。 硫与磷的生态地理学： 硫循环的氧化还原多变性，使其成为研究早期地球环境的理想探针。我们将分析沉积物中硫的还原作用（硫酸盐还原菌）如何影响海洋化学，并追踪古元古代的“大氧化事件”前后硫循环的剧烈转变。对于磷循环，重点放在其风化速率和沉积物埋藏如何控制着海洋的生物生产力，以及磷酸盐在区域和全球尺度上的迁移规律。 第三部分：极端环境与生命起源——地球化学的考古学 本部分将读者带入地球演化的深层历史，探讨生物地球化学在解析早期生命活动和环境条件中的不可替代性。 早期地球的氧化还原调控： 通过分析太古宙岩石中的微量元素（如铁、钼、硫）的同位素异常，我们重建了早期海洋和大气中氧气含量的演化轨迹。对条带状铁建造（BIFs）的形成机制的讨论，不仅是岩石学上的探索，更是对海洋中溶解铁与硫化物相互作用的精细化生物地球化学建模。 生命起源的地球化学指纹： 我们审视了在热液喷口、古老沉积物中发现的有机分子和同位素分馏证据，探讨了生命最早期的代谢路径。重点考察了如何利用非质量依赖性硫同位素分馏（NM-SDF）来推断缺氧环境下紫外线与早期大气中 $ ext{SO}_2$ 的光化学反应，从而揭示生命出现前的地球大气组成。 第四部分：现代挑战与未来展望——生物地球化学的前沿应用 本书最后聚焦于当代环境问题和新兴的地球系统科学研究领域。 气候变化中的生物地球化学反馈： 我们探讨了海洋酸化对钙化生物（如珊瑚和浮游生物）的影响，以及永久冻土融化释放的古老碳对温室气体预算的潜在贡献。理解这些反馈机制的速率和幅度，是准确预测未来气候变化的关键。 地表过程与人为干扰： 详细分析了土壤中的有机质动态，包括微生物分解如何控制土壤碳的储存潜力。同时，对新型污染物（如微塑料、抗生素抗性基因）在水圈和生物圈中的迁移、转化和归宿进行地球化学追踪，展示了该学科在环境健康监测中的实际应用价值。 本书的叙述风格力求兼顾科学的严谨性和逻辑的流畅性，通过丰富的图表、数据分析实例以及对关键科学辩论的梳理，引导读者批判性地思考物质循环与生命协同演化的复杂性，为地球科学、生态学、环境工程等领域的研究人员和高年级学生提供一个深入而及时的参考。

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