环境生物学

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出版者:
作者:段昌群 编
出品人:
页数:376
译者:
出版时间:2010-1
价格:47.00元
装帧:
isbn号码:9787030260895
丛书系列:
图书标签:
  • 环境科学
  • 生物学
  • 生态学
  • 环境生物
  • 生物多样性
  • 污染生物学
  • 生态毒理学
  • 环境监测
  • 生物修复
  • 生态系统
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具体描述

《环境生物学(第2版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材之一。环境生物学主要探讨生物与人为受损环境之问的相互作用和调控机制。教材编写和修订密切结合教育部高等学校环境科学类专业教学指导分委员会编制的《高等学校环境科学本科专业规范》,并与其确定的《环境生物学》核心课程要求的知识内容相吻合,突出环境生物学学科特点和在环境科学领域的学科定位,体现基础性、前沿性和应用性,着重主要概念、重要理论体系及其应用途径,同时将学科前沿领域和热点问题贯穿其中,如全球变化中的生物学问题、污染全球化的长期生物学效应、生物入侵、转基因生物及生物安全问题等。

本教材主要适用对象是环境科学、环境工程、环境与安全、生态学及其相关专业本科生和研究生,也可供相关领域的研究人员、管理人员参考。

《星际航行学导论:超光速跃迁与时空结构探索》 第一章:引言与基础概念 本书旨在为初涉星际航行学领域的读者提供一个全面而深入的理论基础和技术概览。在浩瀚的宇宙尺度下,传统的化学燃料推进方式显得力不从心。因此,对超光速(FTL)技术的探索,成为现代宇航科学的核心议题。本章首先界定了“星际航行”的范畴,区分了亚光速(Sub-light)和超光速(Faster-Than-Light)任务的工程难度差异。我们探讨了爱因斯坦狭义相对论(SR)在近光速旅行中导致的质量无限增大和时间膨胀效应,这些都是构建FTL理论所必须首先克服的障碍。 核心概念包括“有效曲率半径”、“惯性系锚定”以及“零点能场”的初步引入。我们简要回顾了二十世纪末期对虫洞(Wormholes)和曲速泡(Warp Bubbles)的理论猜想,指出这些概念在数学上虽然自洽,但在物理实现上仍面临巨大的负能量密度需求挑战。 第二章:曲率驱动理论模型:阿库别瑞引擎的修正与优化 曲率驱动(Warp Drive)是目前最受关注的FTL理论模型之一,其核心思想是通过局部扭曲时空几何,使飞船相对于外部宇宙以低于光速的速度“滑行”。本章深入剖析了米格尔·阿库别瑞(Alcubierre)最初提出的数学解,并着重讨论了其后续的优化和改进。 我们详细分析了“负能量问题”——曲率驱动需要依赖奇特的物质状态(Exotic Matter)来产生负质量密度或负压力。针对此问题,本章提出了几种替代方案: 1. 零点能场的受控提取与引导: 探讨了卡西米尔效应在宏观尺度上的潜在应用,即如何通过精密的电磁场结构,在真空零点能中诱导出宏观的可控负压力梯度。 2. 动态几何场调控: 转向不依赖于静态负能量的动态场模型。例如,通过超高频的引力波脉冲序列,尝试在飞船前方压缩空间、后方膨胀空间,从而在不违反局部光速限制的前提下,实现有效超光速移动。这要求对引力场方程(Einstein Field Equations)进行高维度的数值模拟。 3. 维度折叠假设的修正: 审视将飞船“投入”更高维度空间,再“投射”回低维度空间以实现空间跳跃的可能性。这部分内容涉及高维拓扑学在航天工程中的应用前景。 第三章:惯性与时空稳定性的工程挑战 星际航行不仅仅是速度的问题,更是如何在一个剧烈扭曲的时空环境中维持飞船结构完整性和乘员安全的问题。 3.1 潮汐力与加速度管理: 在曲率泡或虫洞通道内部,时空梯度可能产生毁灭性的潮汐力。本章详细介绍了“惯性场稳定器”(Inertial Field Stabilizers, IFS)的设计原理。IFS通过在飞船周围生成一个高维度的“零梯度缓冲区”,确保飞船内部参照系与外部扭曲场之间保持最小的加速度差。 3.2 边界条件与奇点规避: 任何FTL跳跃都涉及复杂的时空边界条件的建立与解除。如果控制失误,飞船可能在目标点外部产生不可控的时空奇点,或被困于扭曲场的边缘。我们引入了“朗道-希尔斯稳定性判据”,用于实时监测和修正曲率场的扩张和收缩速率,确保跳跃的平稳性。 第三章的重点在于从理论推演转向工程实践的困难点,特别是材料科学和能源供给方面,如何稳定维持所需的巨大能量密度。 第四章:星际通信与导航:超距信息传输 一旦飞船达到或接近FTL速度,传统的无线电通信将因时间膨胀和多普勒效应而变得不可靠。因此,本书专门辟出章节讨论超光速信息传输(FTL Communication, FTLC)。 4.1 量子纠缠与非定域性: 虽然量子纠缠的“即时性”不能直接用于传输经典信息(无通讯定理),但我们探索了通过调制纠缠对的状态来编码信息的潜在路径。这涉及对量子信息论在相对论框架下进行重构。 4.2 空间拓扑信标: 针对曲率驱动航行,我们提出使用预先部署的“时空锚点”(Spatial Tensegrity Beacons)。这些信标利用局部异常引力场,在目标区域预先建立一个微小的、可预测的时空结构扰动,作为飞船进行导航和确认到达的参考点。 第五章:能量源与推进系统集成 实现FTL航行,核心在于能源供应。本章评估了当前可行的几种巨型能源方案: 1. 反物质湮灭反应堆(AMR): 作为亚光速旅行的终极动力,AMR在提供巨大能量密度的同时,其挑战在于安全储存和稳定控制。 2. 真空能提取系统(VES): 理论上,VES能够从量子真空中持续抽取能量以维持曲率泡。本章详细介绍了如何构建一个“马克斯韦尔腔”的动态升级版本,以实现大规模的能量收集,并讨论了由此带来的热力学悖论的解决思路。 3. 戴森球级工程的必要性: 结论指出,任何成熟的FTL系统都需要接近恒星尺度的能源采集能力,这迫使航天工程必须与恒星级工程紧密结合。 结语:通往已知宇宙的蓝图 《星际航行学导论》总结了从理论物理到工程应用的转化路径。虽然曲率驱动和虫洞旅行仍处于理论研究的尖端,但对零点能、时空几何控制和超高能密度反应堆的持续探索,正在逐步描绘出人类脱离太阳系限制的宏伟蓝图。本书旨在为未来的航天工程师和理论物理学家提供一个坚实的知识框架,以应对即将到来的星际时代所面临的巨大挑战。

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读后感

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用户评价

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我购买这本书的主要目的是想了解生物多样性保护的量化指标和评估体系。这本书在这方面的深度和广度超出了我的预期。作者对“生态系统服务价值”的计算方法进行了详尽的介绍,不仅涵盖了传统的供给服务、调节服务,还重点阐述了文化服务价值的评估难点与新兴方法论,这在很多同类教材中是被轻描淡写带过的部分。我花了好大力气去啃食关于“生命周期评估(LCA)”在生态影响分析中应用的章节,里面的案例数据翔实可靠,让我对如何科学地评价一个工程项目的环境足迹有了全新的认识。这本书的优点在于,它不会让你觉得自己是在被动接收知识,而更像是被邀请加入一场高水平的智力对话。作者的提问方式总是引导读者去思考更深层次的伦理和可持续性问题,而不是仅仅停留在“是什么”和“怎么做”的层面。这种对学科边界的不断拓展和对未来挑战的预见性,让这本书的价值远远超出了一个工具书的范畴,它更像是一份对未来环境科学工作者的期许和路线图。

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这本书的装帧设计很别致,封面那种略带磨砂质感的深绿色,配上抽象化的植物叶脉纹理,一下子就抓住了我的眼球。我本来对这种看似“学术”的学科有点畏惧,但看到这本《环境生物学》的书脊时,那种冷静而富有生命力的设计感,让我觉得它可能不像我想象中那么枯燥。内页的纸张质量也相当不错,印刷清晰,图表配色和谐,阅读起来非常舒适,长时间看也不会觉得眼睛累。我特别欣赏作者在排版上的用心,文字段落之间留白得当,一些关键概念的引用和插图的布局都经过了精心的考量,使得信息获取的效率大大提高。比如,在介绍生态系统动态平衡那一章时,作者没有堆砌密集的文字,而是巧妙地用了一个流程图将复杂的反馈机制可视化了,这对初学者来说简直是福音。唯一的小遗憾是,感觉某些章节的配图略显陈旧,如果能加入一些近几年最新的卫星遥感图像或高清显微照片,视觉冲击力会更强,更能体现学科的与时俱进。总的来说,从物理层面上看,这是一本让人愿意捧在手里细细品读的优质读物,光是把它摆在书架上,也是一种视觉享受。

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这本书的语言风格和叙事节奏,非常适合那种希望在专业知识和轻松阅读之间找到平衡点的读者。它不像一些教科书那样板着面孔,而是充满了探索世界的好奇心。作者在介绍宏观生态学概念时,经常会穿插一些非常生动的历史轶事或者田野考察的片段,比如讲述早期博物学家们是如何在野外发现某些物种的协同进化关系,这让原本抽象的理论变得有血有肉。我尤其喜欢作者在描述那些“看不见的”过程时所用的比喻,比如将微生物群落比作“地下世界里的城市管理者”,这种形象化的描述极大地降低了理解难度。不过,在某些具体的实验设计介绍部分,我觉得可以再多一些批判性的反思。比如,在讨论生物地球化学循环的模型验证时,虽然提供了数据,但缺乏对实验局限性或数据偏差的深度讨论。如果能加入一些“作者自己也曾遇到的困难和调整”的自白,相信会更显真实和亲切,也能让读者在未来自己做实验时少走弯路。整体而言,阅读体验是愉悦且富有启发性的。

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我最近为了准备一个跨学科的研讨会,急需对生态毒理学和生物多样性保护的交叉领域有一个系统性的了解,这本书的第三篇内容正好切中了我的需求。让我印象深刻的是,作者在阐述生物入侵的机制时,不仅仅停留在“物种A如何影响物种B”的简单叙述上,而是深入探讨了气候变化、全球贸易路线和本地物种遗传适应性这三个宏观变量是如何共同作用,构建出复杂的入侵生态学模型的。这种多维度、系统性的分析框架,对我梳理思路非常有帮助。特别是对“生态位缺陷”理论的解读,作者引用了大量的案例研究,从热带雨林到高寒草甸,展示了理论如何被应用于现实保护困境的解决。虽然某些涉及复杂数学模型的推导部分,我只是粗略地扫过,但作者在文字描述中对这些模型的物理意义和生态学内涵的解释,是极其到位和精准的,避免了让读者陷入纯粹的公式泥沼。我感觉作者的知识结构非常扎实,不仅掌握了经典理论,还紧跟前沿研究热点,成功地架起了一座连接基础生物学原理与实际环境治理问题的桥梁。

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这本书的结构组织,体现了编辑和作者之间高度的默契。从基础的生物学原理出发,逐步过渡到生物圈的宏观运作,再到人类活动对环境的干预及其后果,逻辑链条环环相扣,非常清晰。我发现自己可以很自然地利用目录作为学习路径图,明确地知道自己在哪一个知识板块,以及下一步应该去哪里深化理解。特别是关于环境修复技术的那几章,内容组织得极具操作性。它没有简单罗列各种技术名称,而是按照污染物的类型(重金属、持久性有机污染物、生物降解难度大的物质)进行了分类,并在每类技术下,对比了其作用机理、适用条件和经济成本效益。这对于我们行业内做技术选型的人来说,简直是宝典级别的参考资料。如果说有什么可以改进的地方,那就是在跨章节的联系上,可以做得更显眼一些;有时候,我读到某一章结尾,会感觉它与前面某个章节的理论基础联系可以更紧密地被点明,而不是让读者自己去回溯和连接,那样会更有效率。

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