Plants and Microclimate

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出版者:Cambridge University Press
作者:Hamlyn G. Jones
出品人:
页数:456
译者:
出版时间:1992-6-26
价格:USD 94.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780521425247
丛书系列:
图书标签:
  • 水文
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具体描述

An understanding of how plants interact with their aerial environment is central to many areas of plant science. This book attempts to provide a soundly based introduction to those features of the atmospheric environment of particular relevance to plants. It also describes the physical and physiological principles required for understanding how these factors affect plants. The underlying biophysics and biochemistry are explained in the context of plants growing in their natural environment. For example, gas exchange and diffusion are considered in relation to the control both of evaporation from vegetation and of photosynthesis and productivity, while energy exchanges are examined in relation to plant temperature regulation. Throughout the text a quantitative approach is adopted and the use of mathematical models is described with some examples. Physiological and ecological aspects of adaptation to different natural environments, including mechanisms of drought tolerance, are considered, as are possible ways in which this information can be used for 'improving' crop plants for selective breeding. Practical aspects of important measurement techniques are discussed. There is a comprehensive reference list giving an introduction to recent literature, together with appendices listing useful physical quantities. The presentation adopted is designed to emphasise the close relationship between the biophysical, physiological and ecological aspects of the adaptation of higher plants to their aerial environment. This second edition has been fully updated and includes information on novel techniques such as chlorophyll-a fluorescence and carbon isotope discrimination which can be applied to plants in the field, as well as coverage of topics of current concern such as global warming and atmospheric pollution.

好的,这是一份关于一本名为《光合作用与环境胁迫:从分子到生态系统的响应》的图书简介。 --- 图书简介:光合作用与环境胁迫:从分子到生态系统的响应 概述 《光合作用与环境胁迫:从分子到生态系统的响应》是一部全面深入探讨植物光合作用机制如何应对和适应各种环境胁迫的专著。本书旨在整合现代植物生理学、分子生物学、生物物理学和生态学的前沿研究成果,构建一个多尺度、多层次的光合作用响应模型。它不仅仅关注光合作用的“如何进行”,更聚焦于在非理想环境下(如干旱、高温、盐渍、极端光照和营养缺乏)光合系统如何动态调控、维持乃至修复其功能。 本书适合高等院校的植物生理学、分子生物学、环境科学、农业科学及生态学专业的学生、研究人员以及致力于作物改良和环境保护的专业人士阅读。 核心内容与结构 全书共分为六个主要部分,共计十八章,层层递进地剖析了光合系统在逆境下的复杂调控网络。 第一部分:光合作用基础与胁迫的分子信号通路(基础与启动) 本部分首先回顾了光合作用的经典理论,重点强调了光化学反应中心(PSI和PSII)的结构与功能。随后,引入了环境胁迫对光合作用的早期分子信号影响: 1. 胁迫信号的感知与转导: 详细阐述了植物如何利用ROS(活性氧物种)、激素(如脱落酸ABA、水杨酸SA)和钙离子信号来感知和迅速响应外部的干旱、盐渍或高温信号。 2. 光合色素的动态重塑: 分析了在胁迫条件下叶绿素降解、类胡萝卜素的保护性积累,以及光捕获复合物(LHCs)的快速解离和再组装机制,这些都是维持光能耗散平衡的关键步骤。 第二部分:PSII的损伤、修复与能量淬灭机制(光反应的保护) 光合系统II(PSII)是植物光合作用中最脆弱的部分,尤其在强光和干旱条件下极易被光氧化损伤。本部分是本书的重点之一: 1. D1蛋白的周转与修复: 深入探讨了PSII核心D1蛋白在逆境下的快速降解和重新合成的速率限制因素。分析了不同胁迫因子如何影响核糖体定位和mRNA的翻译效率。 2. 非光化学猝灭(NPQ)的精细调控: 系统梳理了三种主要的NPQ机制——能量依赖型猝灭(qE)、状态转换(qT)和光抑制型猝灭(qI)。重点解析了VDE、PsbS蛋白在酸性转变介导的能量耗散过程中的精确作用,并对比了不同物种在快速适应高光环境下的差异。 第三部分:碳固定途径的代谢重塑与调节(暗反应的适应) 环境胁迫,特别是水分胁迫,通过气孔关闭限制了CO2的供应,这对下游的碳固定酶活性产生了直接影响。 1. Rubisco的活性调控与羧化效率: 研究了Rubisco激活剂(RuBPase)的活性变化,以及小分子代谢物(如糖磷酸盐)如何通过变构效应影响Rubisco的羧化/氧化速率。 2. C3与C4植物的抗逆性差异: 比较分析了C4途径在高温和高光下的优势,以及C3植物如何通过提高光呼吸的阈值来应对限CO2环境。 3. 代谢物流的重新分配: 探讨了胁迫下光合产物(糖类)从叶片向非光合组织(如根系、储藏器官)的运输速率变化,以及这些代谢物如何作为渗透调节剂发挥作用。 第四部分:水资源管理与气孔动力学(水分胁迫的核心) 干旱胁迫是限制全球植物生产力的主要因素。本书从气体交换的宏观层面深入到细胞层面的水势调控: 1. 气孔调控的分子基础: 详细介绍了ABA信号如何通过改变保卫细胞的离子流(特别是K+和Cl-的流出)导致气孔关闭。 2. 叶片内部水分传输的限制: 分析了叶肉组织导水率($K_{leaf}$)的变化,以及根系吸收与叶片蒸腾之间的耦合关系,解释了“安全水分策略”的生理基础。 3. 非气孔导度限制: 探讨了即使在气孔开放的情况下,由于细胞间CO2扩散阻力($r_{m}$)的增加所带来的光合效率下降问题。 第五部分:跨尺度整合:从细胞器到生态系统(多尺度建模) 本部分致力于将分子和生理学机制集成到更宏观的尺度上,实现对作物反应的预测: 1. 叶绿体基因组的响应: 讨论了在长期胁迫下,由叶绿体自身编码的蛋白质的合成和稳定性的变化,这反映了细胞器对环境压力的长期适应性。 2. 胁迫下的光合效率与生物量分配: 构建了将光合限制因素(光捕获、电子传递、碳固定)与实际生长、产量形成相关联的动态模型。 3. 生态系统尺度的影响: 借鉴了遥感数据和涡度协方差技术,分析了特定生态系统中植被冠层光合作用对区域气候反馈的贡献,特别是水分利用效率(WUE)的区域变异性。 第六部分:应对策略与生物技术前沿(未来应用) 最后一部分聚焦于利用现代技术来增强植物的抗逆性: 1. 基因编辑技术(CRISPR/Cas9)的应用: 总结了靶向调控NPQ关键蛋白或水分响应基因的最新研究进展,旨在实现对光合效率的精确“调优”。 2. 表观遗传学在胁迫记忆中的角色: 探讨了DNA甲基化和组蛋白修饰如何影响关键光合基因的表达稳定性,使植物在两次胁迫间保留“记忆”。 3. 精准农业中的光合参数监测: 介绍便携式叶绿素荧光仪、叶绿素含量计等工具,如何实时监测田间作物的光合健康状况,指导灌溉和施肥决策。 创新特色 本书的显著特点在于其多尺度集成性和对动态平衡的强调。它避免了将环境胁迫视为单一的负面因素,而是深入剖析了植物为应对这些胁迫所建立的复杂、精密的保护与修复机制。通过结合代谢流分析、基因表达数据和宏观气体交换测量,本书提供了一个全面且具有前瞻性的光合作用响应框架。读者将从中获得对植物如何在不断变化的环境中维持生存和产出这一核心生命过程的深刻理解。

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用户评价

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坦白讲,我最初拿起这本书是有些犹豫的,因为我对这个领域了解不多,担心会陷入晦涩难懂的专业术语泥潭。然而,这本书的表现完全超出了我的预期。它的语言风格非常独特,既有扎实的学术根基,又不失一种老派学者的风范——那种不急不躁,娓娓道来的讲述方式,让人感到十分信赖。作者似乎深谙如何引导读者的注意力,他总能在关键的转折点设置一些富有启发性的案例研究,这些案例并非仅仅是教科书式的展示,而是融入了大量的实地考察细节和多年研究的心得体会。最让我印象深刻的是它对时间尺度的处理,如何将地质年代的缓慢变迁与季节性的快速更替结合起来分析,这种跨尺度的视角极大地拓宽了我对“环境”这个概念的理解。我感觉这本书不是在“教”我知识,而是在“培养”我一种观察世界的方式,让我开始留意到日常生活中那些被忽略的微妙变化。

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这本书的排版和配图简直是教科书级别的典范,这在当前的学术出版物中已经非常罕见。图表的清晰度和信息密度达到了完美的平衡,每一张插图都经过精心设计,并非装饰品,而是叙事中不可或缺的一部分。我尤其赞赏作者在引入新的概念时所采用的类比和比喻,这些技巧非常高明地绕过了直接定义可能带来的僵硬感。读到关于能量流动的章节时,我仿佛能“看”到阳光如何被捕获,如何转化为生物质,那种动态的呈现方式极大地增强了理解的直观性。此外,这本书在引用最新研究成果方面做得非常及时,显示出作者对前沿动态的持续关注,使得全书内容既有经典理论的沉淀,又不失时代的脉搏。对于任何希望深入了解自然界运作机制的人来说,这本书提供的视角是全面而深刻的,它成功地架起了理论与实践之间的桥梁。

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这本书的阅读体验,与其说是在学习一门学科,不如说是在进行一场智力上的“深潜”。作者的文笔老练而富有节奏感,擅长用长短句的交错来控制读者的情绪和节奏。它探讨了生命系统在面对不确定性时所展现出的韧性与脆弱性,这种辩证的视角非常令人着迷。其中对非线性反馈机制的阐述,用了很多非常巧妙的日常现象作为类比,使得那些原本抽象的数学模型变得可感可知。我尤其欣赏它对地理差异性的强调,作者清晰地表明,不存在一刀切的自然法则,环境的独特性决定了生命形式的万千姿态。这本书不仅是对自然现象的记录,更像是一部关于生命意志的史诗,它让我们以一种全新的、充满敬意的眼光重新审视脚下的这片土地以及它孕育的一切。读完之后,我感到自己对周围环境的敏感度都提高了不止一个层次。

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我必须指出,这本书的批判性思维的深度令人叹服。它没有满足于描述“是什么”,而是不断追问“为什么会是这样”,并勇敢地探讨了人类活动对这些自然系统产生的复杂、有时甚至是灾难性的影响。作者在讨论生态阈值和临界点时所展现出的审慎态度,让我感到既敬畏又警醒。他没有采用恐吓式的语调,而是通过严谨的科学论证,让我们直面潜在的风险。这种基于证据的警示,比任何空泛的环保口号都更有力量。整本书的论述结构如同一个精密的钟表,每一个章节、每一个论点都与其他部分紧密咬合,共同驱动着对整体系统的理解。阅读过程中,我常常需要停下来,反复咀嚼某些段落,因为它迫使我挑战自己既有的认知框架,这正是一本真正优秀学术著作的价值所在。

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这本书真是让人耳目一新,我得说,它在讲解复杂生态学原理时,展现出一种近乎诗意的叙事能力。作者似乎拥有一种将深奥的科学概念转化为可触摸、可感知的画面的天赋。我特别欣赏它对生物多样性如何与环境因子微妙互动的那部分论述,那种细腻的观察力,仿佛带着我们走进了热带雨林的深处,又瞬间转移到寒冷的苔原之上。它没有停留在枯燥的数据罗列,而是构建了一张错综复杂的生命网络图景,让我这个非专业人士也能清晰地感受到每一个物种在生态系统中的不可或缺性。书中对极端环境适应策略的剖析尤其精彩,那些生命体为了生存所演化出的令人惊叹的机制,读起来简直像在阅读科幻小说,只不过这些都是真实发生在大地之上的奇迹。整本书的结构流畅自然,从宏观的气候模式到微观的细胞反应,层层递进,逻辑严密,但阅读体验却丝毫没有压迫感,反而像是在进行一次知识的探险,充满了发现的喜悦。

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