Biogeochemical Investigations of Terrestrial, Freshwater, and Wetland Ecosystems Across the Globe pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Vile, Melanie A.

出品人:

页数:756

译者:

出版时间:

价格:$ 371.77

装帧:HRD

isbn号码:9781402018145

丛书系列:

图书标签:

• Biogeochemistry
• Ecology
• Freshwater Ecology
• Wetland Ecology
• Terrestrial Ecology
• Global Change
• Environmental Science
• Ecosystems
• Carbon Cycle
• Nutrient Cycling

大地深处的低语：探寻生命与物质的循环奥秘 一本关于地球生命支持系统的深度探索之旅 本书将带领读者深入地球的各个角落，从炽热的火山岩层到幽深的海洋沉积物，从广袤的森林土壤到神秘的地下水系统，揭示构成我们星球生命力的核心机制——生物地球化学循环。这不是一本简单的教科书，而是一部关于物质如何在生命体、大气、水圈和岩石圈之间永恒穿梭的史诗叙事。 我们聚焦于那些无形但至关重要的元素：碳、氮、磷、硫，以及微量金属，它们如同地球的血液，驱动着从宏观气候变化到微观细胞代谢的一切活动。我们将剖析这些元素在不同生态系统中的行为模式、转换速率及其对环境变化的响应机制。 第一部分：地球的呼吸——碳的古老旅程 碳，生命的基石，其循环的复杂性远超我们日常的认知。本部分将首先探讨大气中二氧化碳的来源与汇集，追溯其如何被植物固定，进入生物量，并通过食物网传递。我们深入研究古老的有机碳库——土壤和沉积物，那里封存着数千年乃至数百万年的气候记录。 森林生态系统中的碳截存与释放： 我们将比较热带雨林、温带阔叶林和北方针叶林的碳储量差异，并详细分析火灾、病虫害和采伐对碳平衡的影响。特别关注土壤微生物群落在有机质分解和温室气体（如甲烷和一氧化二氮）释放中的关键角色。 海洋碳泵的机制： 探索溶解的无机碳（DIC）如何通过物理泵（温盐环流）和生物泵（浮游生物的生产与沉降）进入深海，调节全球气候。研究海洋酸化对钙化生物（如珊瑚和贝类）的影响，以及深海热液喷口如何成为独特的碳循环节点。 冰冻圈的“定时炸弹”： 深入分析永久冻土融化释放出的巨大碳储备。这不仅是关于过去碳的释放，更是对未来气候反馈机制的严峻警示。我们将评估微生物如何重新激活被冰封的有机质，加速甲烷的产生。 第二部分：生命的驱动力——氮与磷的动态平衡 氮和磷是生物体必需的营养元素，但它们在环境中的分布和可利用性却是严格受限的。本部分着重于揭示人为干扰如何打破了这些关键元素的自然循环，从而引发生态系统失衡。 氮的固定与反硝化： 追溯大气中惰性氮气如何通过固氮菌转化为生物可利用的形式。随后，我们将详细描述硝化作用、还原过程，以及反硝化作用如何将固定态氮返还大气，这一过程与温室气体N₂O的产生密切相关。分析农业化肥的使用如何造成水体富营养化，并探讨人工湿地在脱氮过程中的潜力。 磷的岩石圈限制与生物可利用性： 磷的循环主要由岩石风化驱动，速度缓慢。我们将考察磷在酸性与碱性土壤中的固定机制，以及土壤氧化还原条件如何影响磷的释放。研究河流与湖泊系统中的磷负荷如何导致藻华爆发，并探讨从废水中回收磷的资源化技术。 第三部分：电子的载体——硫与微量元素的生态地球化学 硫循环与能量代谢紧密相关，并深刻影响着水体的酸碱度与重金属的迁移性。微量金属虽然需求量小，却是酶促反应的必需辅因子，它们的地球化学行为往往决定了生态系统的健康。 硫的氧化还原景观： 从硫酸盐的还原（在缺氧沉积物中产生硫化氢）到硫化物的氧化（在氧化环境中形成硫酸盐），我们将描绘硫在水体与沉积物界面的复杂电子传递链。研究硫代谢微生物（如硫细菌）在极端环境中的能量获取策略。 重金属的命运与毒性： 关注砷、汞、镉等有毒金属在不同氧化态下的形态转变。例如，砷在富氧与缺氧条件下的毒性差异。我们将考察微生物介导的甲基化作用（如汞的甲基化），如何将无机污染物转化为生物富集的剧毒有机物。 第四部分：交叉口上的系统——从土壤到地下水 本书的最后一部分，我们将视角从单一元素转移到复杂的系统集成，探讨生物地球化学过程如何在相互连接的介质中共同作用。 土壤-植被-大气界面： 深入分析土壤作为地球上最活跃的生物反应器，如何调控气体的交换、养分的再循环以及有机质的形成。探讨根系分泌物（Rhizodeposition）对土壤微生物群落结构的影响及其对矿物质溶解度的控制作用。 地下水系统的“慢动作”化学： 地下水系统因其水力传导率低而成为地球化学反应的“时间胶囊”。我们将研究深层含水层中厌氧微生物如何驱动古老有机质的降解，以及这些过程如何影响饮用水的质量和地热能源的潜力。 本书内容基于前沿的同位素示踪技术、先进的分子生物学工具以及大规模的生态系统模型，力求为读者提供一个全面、深入且跨尺度的生物地球化学视角，理解我们赖以生存的星球是如何运作、又将如何应对不断变化的人类压力。我们不再将生态系统视为孤立的单元，而是将其置于全球物质循环的宏大框架下进行审视。

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