重金属污染生态与生态修复 [Heavy Metal Pollution Ecology and Ecological Remediation] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李元，祖艳群 编

图书标签:

• 重金属污染
• 生态学
• 生态修复
• 环境科学
• 环境工程
• 土壤污染
• 水污染
• 生物修复
• 污染生态学
• 环境风险评估

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030484871

版次：1

商品编码：11958092

包装：平装

丛书名： 生态学研究

外文名称：Heavy Metal Pollution Ecology and Ecological Remediation

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：402

字数

内容简介

　　《重金属污染生态与生态修复》把作者近年的科研成果与国内外研究进展有机地结合在一起，在系统分析了土壤重金属环境行为的基础上，全面阐述了植物对重金属的吸收累积、重金属对植物的影响、重金属对植物的毒害作用、植物对重金属的解毒作用，深入探讨了植物与重金属之间的相互作用及机理，创新提出了重金属轻度污染土壤的农业利用、重金属中度污染土壤的植物修复及植物-微生物联合修复、重金属重度污染土壤的生态恢复，指出了土壤重金属污染的生态风险，提出了土壤重金属污染的管理对策。《重金属污染生态与生态修复》适合生态学、环境科学、环境工程、生物学、土壤学、农业科学、林业科学等专业的科研、教学、技术工作者和研究生、本专科学生参考阅读。

作者简介

　　李元，兰州大学生态学博士、兰州大学化学博士后、澳大利亚悉尼大学访问学者。二级教授、博士生导师。国家百千万人才、国务院政府特殊津贴专家、教育部高等学校自然保护与环境生态教学指导委员会委员、云南省学术带头人。云南农业大学资源与环境学院院长、云南省农业环境污染控制与生态修复工程实验室主任。主要从事重金属污染生态与生态修复、生物多样性控制农业环境污染等方面的研究工作。主持完成国家水体污染防治重大科技专项子课题、国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金-云南联合基金项目、国家自然科学基金项目、中法先进研究计划项目等。获省部级科技奖励8项。
　　
　　祖艳群，比利时Gembloux农业大学农业与生物工程学博士，法国卡赛里克大学高级农学院访问学者。教授，博士生导师。云南省学术带头人、云南省农业环境保护教学团队负责人、云南省教学名师。主要从事土壤重金属污染植物修复、农业面源污染控制等方面的研究工作。主持完成多项国家自然科学基金项目，参与承担国家水体污染防治重大科技专项子课题、国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金一云南联合基金项目、中法先进研究计划项目等。获省科技奖励6项。

内页插图

目录

第一章 土壤重金属的环境行为
第一节 土壤重金属背景值
一、重金属的概念
二、土壤重金属背景值
三、土壤重金属的来源
四、土壤重金属的特点
五、土壤重金属的形态
六、土壤中重金属形态的影响因素
第二节 土壤重金属的空间分布
一、土壤重金属的水平分布
二、土壤重金属的垂直分布
第三节 土壤重金属的化学行为
一、重金属在土壤中的迁移转化
二、土壤重金属转化
第四节 土壤重金属污染影响因素
一、土壤重金属污染的现状
二、土壤重金属污染的特点
展望

第二章 植物对重金属的吸收累积
第一节 植物对重金属的吸收
一、土壤中重金属的生物可利用性
二、植物根部吸收重金属的主要过程
三、植物叶片吸附与吸收重金属
第二节 重金属在植物体内的迁移
一、从根向地上部的移动
二、向叶片的移动
第三节 植物体内重金属的分布和化学形态
一、重金属在植物各器官中的含量和分布
二、重金属在植物细胞器中的含量和分布
三、重金属在植物体内的超微结构分析
四、重金属在植物体内的化学形态
第四节 植物对重金属的累积特征
一、植物累积重金属的指标
二、植物对重金属的积累特征
第五节 植物对重金属的耐性特征与种间差异
一、植物对重金属的超富集
二、植物对重金属的适应性和耐性
第六节 影响植物吸收、累积重金属的因素
一、植物种特性
二、污染物的种类和形态
三、土壤性质
四、环境因素对重金属在植物体内积累的影响
展望

第三章 重金属对植物的影响
第一节 重金属对植物细胞分裂与植物生长发育的影响
一、重金属对植物细胞分裂的影响
二、重金属对植物营养生长及形态的影响
三、重金属对植物生殖生长的影响
四、重金属对种子萌发的影响
第二节 重金属对植物解剖结构和超微结构的影响
一、重金属对植物茎叶解剖结构的影响
二、重金属对植物细胞超微结构的影响
第三节 重金属对植物生理生化的影响
一、重金属对植物光合色素的影响
二、重金属对植物丙二醛的影响
三、重金属对植物脯氨酸的影响
四、重金属对植物细胞膜透性的影响
五、重金属对植物保护酶系统的影响
六、重金属对植物物质吸收与代谢的影响
第四节 重金属对植物生物量和产量的影响
一、重金属对植物生物量的影响
二、重金属对作物产量的影响
第五节 重金属对作物品质的影响
一、重金属对植物蛋白质和氨基酸含量的影响
二、重金属对植物脂肪含量的影响
三、重金属对植物碳水化合物含量的影响
四、重金属对植物维生素C含量的影响
五、重金属对中草药品质的影响
展望

第四章 重金属对植物的毒害作用及机理
第一节 重金属对植物的毒害作用
一、重金属毒害作用的定义
……
第五章 植物对重金属的解毒作用及机理
第六章 重金属轻度污染土壤的农业利用
第七章 重金属中度污染土壤的植物修复
第八章 重金属中度污染土壤的植物—微生物联合修复
第九章 重金属重度污染土壤的生态恢复
第十章 土壤重金属污染评价及生态风险管理
参考文献

前言/序言

　　重金属污染治理已成为国家重大需求。加强重金属污染生态与生态修复研究，推动土壤重金属污染生态修复迫在眉睫。
　　重金属污染对生物的影响、生物对重金属污染的适应，以及生物对重金属污染的修复，都充分体现了重金属与生物之间的生态关系。一方面，需要进一步深入研究重金属污染对生物的影响及机理，即重金属污染生态；另一方面，也需要高度关注生物对重金属污染的适应，以及生物对重金属污染的修复，即重金属污染的生态修复。因此，高度关注重金属污染生态与生态恢复的研究，全面系统地分析重金属污染生态与生态修复的研究进展就显得特别重要。
　　近十多年来，在国家自然科学基金等科研计划的支持下，作者一直进行着重金属污染生态与生态修复方面的研究工作。这些研究工作包括国家自然科学基金一云南联合基金项目“本土植物与作物间作修复铅锌矿周边Cd、Pb污染农田的根际特征与机理”（U1202236，2013-2016）、国家自然科学基金项目“四种野生植物对Pb、Cd和Zn的累积特征、机理及净化效率”（30560034，2006-2008）、“DSE-植物联合体硫素营养代谢特征及其促进镉累积的机理”（41101486，2012-2014）、“云南道地药材三七皂苷和黄酮产量对土壤As的响应及其机理研究”（41261096，2013-2015）、“轮作作物与丛枝菌根真菌互作及其影响土壤镉形态的根际过程与机理”（41461093，2015-2018）、“石灰介导下三七对镉胁迫的根部响应特征及机理研究”（31560163，2016-2019）、中法先进研究计划项目“土壤重金属污染的农业利用和植物修复”（PRAE0102，2002-2003）。在重金属污染生态与生态修复方面取得了新的进展和突破，建立了重金属污染生态的理论与重金属污染土壤的植物修复的技术。这些成果的取得，为作者编写本著作奠定了扎实的基础。
　　本著作把作者近年来的科研成果与国内外研究进展有机地结合在一起，并进行了系统深入的分析。书中构建了金属污染生态与生态修复的系统的知识结构、创新的理论体系和新颖的技术框架，在系统分析了土壤重金属环境行为的基础上，全面阐述了植物对重金属的吸收累积、重金属对植物的影响、重金属对植物的毒害作用、植物对重金属的解毒作用，深入探讨了植物与重金属之间的相互作用及机理，创新提出了重金属轻度污染土壤的农业利用、重金属中度污染土壤的植物修复及植物一微生物联合修复、重金属重度污染土壤的生态恢复，指出了土壤重金属污染的生态风险，提出了土壤重金属污染的管理对策。
　　本著作具有5个显著特点：①学术思想明确。充分贯穿和体现了生态学思想，深入分析了重金属与生物之间的相互关系、相互作用。以生态学理论为指导，构建了重金属污染生态与生态修复的理论与技术。②内容全面。突出近期国内外研究成果，既反映作者的研究成果，又包括国内外相关研究进展；既突出重金属污染生态，又体现重金属污染的生态修复，既突出重金属与植物、微生物相互作用的理论及机理，又体现重金属污染生态修复的应用及实践。③体系完善。包括了土壤重金属环境行为、重金属污染生态、重金属污染土壤的生态修复、土壤重金属污染的生态风险及管理等内容。④重点突出。在全面概括了重金属污染生态的理论与机理，系统分析不同程度重金属污染土壤的植物、微生物修复的理论与技术，针对性地提出不同程度重金属污染土壤生态修复的管理措施的基础上，特别突出了重金属污染生态、重金属污染土壤的生态修复等方面的新研究成果。⑤观点新颖。提出了针对不同的重金属污染程度进行生态修复与治理的观点，主要为重金属轻度污染土壤的农业利用、重金属中度污染土壤的植物一微生物联合修复、重金属重度污染土壤的生态恢复。

21世纪全球水资源挑战与可持续利用策略 图书简介 随着全球人口的持续增长、工业化进程的加速以及气候变化带来的极端天气事件日益频繁，水资源短缺和水体污染已成为21世纪人类社会面临的最严峻、最紧迫的挑战之一。本书《21世纪全球水资源挑战与可持续利用策略》并非关注特定污染物（如重金属）对生态系统的影响和修复，而是聚焦于水资源管理的宏观视角、跨学科整合以及面向未来的系统性解决方案。本书旨在为政策制定者、水资源工程师、环境科学家、农业专家以及所有关心水资源未来的读者，提供一套全面、前瞻性的分析框架和可操作的实践指南。 本书共分为六个核心部分，深入剖析了当前全球水资源系统面临的复杂困境，并系统阐述了实现水资源可持续利用的理论基础与工程实践。 --- 第一部分：全球水循环的重塑与压力分析 (The Reshaping of Global Water Cycles and Stress Analysis) 本部分首先对当前全球水资源的空间分布不均和时间动态变化进行了详尽的梳理。我们超越了简单的水文记录，重点分析了人类活动如何以前所未有的规模重塑了自然水循环。 气候变化驱动的水文极端性： 详细探讨了全球变暖对降水模式、蒸发速率和冰川融化的影响。特别关注了“干旱-洪水”交替出现频率的增加，如何加剧了水库系统的管理难度和农业灌溉的风险。我们引入了“水文风险指数”（HRI）的概念模型，用于量化不同地理区域面临的干旱和洪涝风险的叠加效应。 地下水资源的透支与不可逆性： 聚焦于全球主要含水层（如北美大平原、印度河流域、华北平原）的过度开采现象。本书强调了地下水补给速率与开采速率之间的失衡所带来的长期生态经济后果，包括地面沉降、海水入侵以及生态基流的丧失。分析了如何通过精确的遥感技术和地面观测网络，实现对地下水动态的实时、高精度监测。 水资源在地缘政治中的角色： 探讨了跨界河流和共享含水层在国际关系中的紧张态势。通过多个案例研究（如尼罗河、湄公河、约旦河），分析了水资源分配不公如何成为区域冲突的诱因，并讨论了建立公平、透明的国际水资源治理机制的必要性。 --- 第二部分：需求侧管理的深刻变革 (Profound Transformation in Demand-Side Management) 传统的水资源管理侧重于“开源”，即寻找新的水源。本部分则强调从源头控制需求，实现用水效率的最大化，这是可持续利用的核心。 农业用水效率的革命： 农业是全球最大的用水部门。本书详细介绍了从传统的漫灌向精准灌溉（如滴灌、微喷灌）的技术升级，以及农业部门在数字化转型中的潜力。重点阐述了“水分生产力”（Water Productivity）的概念，并提供了如何通过育种技术、土壤健康管理（如免耕法）来提高单位水量产出的具体工程技术和管理策略。 城市用水的“零损耗”目标： 针对城市供水管网的漏损问题，本书提出了基于传感器网络和人工智能算法的管网压力优化与快速泄漏检测系统。此外，还深入探讨了非传统水源在城市用水结构中的整合，包括雨洪收集利用（Sponge City理念的深化）和城市中水回用系统的升级改造。 工业用水的循环经济模型： 分析了高耗水产业（如半导体制造、纺织、能源生产）的水足迹。提出了构建闭环水循环系统的具体设计路径，强调工艺流程的优化、高难度废水资源化处理技术的应用，以实现工业用水的近零排放和高效回用。 --- 第三部分：非传统水源的战略开发与利用 (Strategic Development and Utilization of Non-Conventional Water Sources) 面对淡水资源的稀缺，有效开发和安全利用非传统水源成为水资源战略布局的关键。 海水淡化技术的能效提升： 详细对比了正渗透（FO）、膜蒸馏（MD）和先进反渗透（RO）技术的最新进展。本书关注的重点是如何通过集成可再生能源（如太阳能热能或风能驱动的RO系统）来大幅降低单位立方米产水的能耗和运营成本，使海水淡化更具环境和经济可持续性。 分散式和集中式废水回用： 深入探讨了生活污水处理后的多级回用路径，包括景观用水、工业冷却水，直至安全饮用水回用（Direct Potable Reuse, DPR）。重点分析了在微生物、消毒和痕量污染物去除方面需要克服的关键技术障碍，以及确保公众接受度的社会工程策略。 雨水和地表径流的生态化管理： 本部分回归自然本源，阐述了如何通过“海绵城市”设计原则，将城市空间转化为一个动态的水系统，促进雨水就地消纳、净化和回补地下水，而不是简单地将其快速排走。 --- 第四部分：水与能源、粮食系统的耦合分析 (Coupling Analysis of Water, Energy, and Food Systems - WEF Nexus) 水资源管理不能孤立进行。本部分采用了全球公认的“水-能源-粮食”（WEF）紧密耦合框架，分析了三者之间的复杂反馈回路。 能源生产对水资源的隐性影响： 剖析了不同能源结构对水资源的“虚拟水”消耗，包括水力发电、化石燃料冷却需求和生物燃料生产。讨论了如何通过能源转型（如转向低水耗的太阳能光伏）来减轻水资源压力。 水对粮食安全的限制： 结合全球粮食安全报告，量化了灌溉用水限制对主要作物产量的潜在冲击。提出了适应性农业管理策略，例如推广耐旱作物品种和调整种植结构，以适应不断变化的水资源可得性。 系统性政策干预： 提出了基于WEF Nexus的综合规划工具和决策支持系统，旨在避免“顾此失彼”的政策陷阱，确保任何一项资源领域的决策都不会对其他两个领域产生负面的连锁反应。 --- 第五部分：水治理、经济激励与社会公平 (Water Governance, Economic Incentives, and Social Equity) 先进的技术需要强有力的治理结构和合理的经济机制来落地。《21世纪全球水资源挑战与可持续利用策略》将治理视为成功的基石。 弹性水资源治理架构： 倡导从传统的“自上而下”的中央集权式管理，向适应性、多层次的流域管理体系转型。强调利益相关者参与（包括社区、私营部门和科研机构）在决策过程中的核心作用。 水资源的经济定价与激励机制： 探讨了如何建立公平合理的水价体系，以反映水资源的稀缺性和环境成本。详细分析了可变税率、阶梯水价以及基于绩效的补贴机制，旨在激励节水行为，同时保障弱势群体的基本用水需求。 水资源的社会公平与人权视角： 明确将“安全饮用水和卫生设施作为基本人权”的原则融入水资源规划。分析了水资源分配不公如何加剧社会贫困和健康不平等，并提出了针对边缘化社区的包容性水利基础设施建设方案。 --- 第六部分：面向未来的前瞻性技术与创新 (Forward-Looking Technologies and Innovations) 本书最后一部分展望了水资源管理领域的前沿科技，这些技术有望在未来十年内实现规模化应用，根本上改变水资源的供应和管理格局。 数字孪生（Digital Twins）在流域管理中的应用： 介绍如何构建高保真、实时更新的流域数字模型，用于模拟极端天气下的水流、污染物迁移和基础设施响应，从而实现超前的预警和快速的应急决策。 先进污染物的去除与监测： 虽然本书不专注于重金属污染，但探讨了新兴污染物（如微塑料、药物残留、内分泌干扰物）的去除技术，特别是基于纳米材料和高级氧化技术（AOPs）的突破。同时，强调了利用下一代传感器网络进行全谱系、高频次的水质监测。 气候适应型基础设施的韧性设计： 讨论了如何设计能够抵御未来不确定性的水利工程，包括柔性堤防、生态导向的洪水平原恢复以及模块化、可升级的水处理厂设计。 本书的最终目标是提供一套整合了环境科学、工程技术、经济学和政治学的全面蓝图，以应对21世纪不可回避的水资源危机，确保全球水资源的长期、公平和可持续利用。

评分☆☆☆☆☆

这本书对重金属污染的生态影响以及修复方法，呈现出了一种立体而全面的视角。我特别欣赏作者们在论述过程中，将理论研究与实际应用紧密结合的方式。比如，在讨论修复技术的有效性时，书中会引用大量的田野调查数据和长期监测结果，这让整个论述更加扎实可信，也让我能更直观地理解各种修复手段在现实环境中的表现。书中还探讨了修复工程所面临的挑战，例如成本效益、长期稳定性以及对当地生态系统的潜在二次影响等，这些深入的分析让我看到了事情的另一面，也更加理解了生态修复工作的复杂性和艰巨性。它不像一本单纯的技术手册，而是更像一本关于如何与被污染的环境“对话”的指南，指引我们在修复的过程中，需要考虑的方方面面。阅读这本书，让我对“修复”这个词有了更深刻的理解，它不仅仅是简单的“清理”，更是一种对失衡生态系统的“重建”。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大震撼，莫过于对重金属污染如何潜移默化地影响生物多样性的那部分论述。作者们并没有停留在简单罗列受影响的物种，而是深入剖析了重金属离子在生物体内的具体作用机制。比如，它们如何干扰酶的活性，阻碍关键的生理代谢过程，甚至导致基因突变，进而影响物种的繁殖能力和适应性。我记得其中一章详细介绍了某些重金属对水生生态系统的破坏，藻类、浮游生物到鱼类，层层递进的负面影响，构建了一个令人心痛的生态退化图景。书中引用的案例研究，涉及了从工业废水排放区到矿产开采区域的广泛范围，每一个案例都像一记警钟，提醒着我们人类活动对自然界造成的不可逆转的创伤。在阅读的过程中，我常常会停下来，想象着那些曾经生机勃勃的河流湖泊，如今被重金属的阴影笼罩，生物的数量锐减，生态系统的功能逐渐丧失，那种无力感油然而生。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种对环境责任的深刻反思。

评分☆☆☆☆☆

从宏观的角度来看，这本书为我构建了一个关于重金属污染的完整知识体系。它不仅详细阐述了污染的来源、种类、在生态系统中的迁移转化过程，以及对生物体的具体毒害效应，更重要的是，它为我们指明了前进的方向。在谈及修复技术时，书中深入浅出地介绍了各种生物、化学和物理方法的原理和应用，并通过丰富的案例研究，展现了这些技术在实际中的应用前景。我尤其对书中关于土壤修复和水体修复的章节印象深刻，那些利用微生物或特定植物来净化污染的策略，充满了智慧和对自然的尊重。这本书让我认识到，解决重金属污染问题，需要多学科的协同，需要长远的规划，更需要我们对环境保护的决心和行动。它不仅仅是一本学术专著，更是一本唤醒公众环保意识、推动绿色发展的重要读物，让我对未来生态文明建设充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就散发着一种沉甸甸的、不容忽视的科学气息，深邃的蓝色背景上，交错着抽象的金属符号，仿佛在低语着一种古老而又迫切的威胁。我翻开扉页，就被其中严谨的学术态度所吸引，字里行间透着研究者们对这个棘手问题的深刻洞察。虽然我并非这个领域的专业人士，但我能感受到作者们在梳理重金属污染的生态足迹时，那种不厌其烦的细致和全面。书中对不同地区、不同类型重金属污染的案例分析，让我得以窥见这种污染是如何悄无声息地渗透到我们赖以生存的土壤、水体，乃至食物链中的。那些触目惊心的数据和图表，虽然有些晦涩难懂，但却直观地揭示了问题的严峻性。我尤其对书中关于生物富集和生物放大效应的阐述印象深刻，这让我重新审视了看似无害的自然界，原来潜藏着如此惊人的连锁反应。读完这部分，我仿佛站在一个巨大的生态棋盘前，看着那些微小的金属离子如何一步步扰乱整个系统的平衡，不禁让人感到一种莫名的敬畏和担忧。

评分☆☆☆☆☆

当我翻到关于生态修复策略的部分时，原本沉重的心情似乎有了一丝亮光。作者们并没有止步于对问题的揭示，而是积极地探索解决之道。书中系统地介绍了各种前沿的生态修复技术，从物理化学方法到生物修复技术，各种方法的原理、优缺点以及适用范围都被阐述得相当清晰。我尤其对书中关于植物修复（phyto-remediation）的详细介绍感到新奇。那些能够吸收并净化土壤中重金属的“超富集植物”，仿佛是大自然赋予我们的神奇解药。书中列举了多种具体的植物种类，并结合实际的种植和管理案例，为我打开了另一扇认识自然界神奇力量的大门。虽然我可能永远无法亲自参与到这些复杂的修复工程中，但了解这些技术的存在，以及它们背后所蕴含的科学原理，让我对未来充满了希望。这部分内容不仅仅是技术的罗列，更体现了人类智慧与自然和谐共处的可能性，是一种充满力量的探索。