生物地球化學：物質循環與土壤過程 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

王敬國 著

圖書標籤:

• 生物地球化學
• 土壤化學
• 物質循環
• 生態係統
• 環境科學
• 土壤過程
• 生物地質循環
• 地球化學
• 土壤學
• 生態學

齣版社： 中國農業大學齣版社

ISBN：9787565515217

版次：1

商品編碼：12176652

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

頁數：416

字數：660000

正文語種：中文

內容簡介

　　《生物地球化學：物質循環與土壤過程》從生物地球化學的基本原理齣發，係統介紹瞭與元素生物地球化學循環有關的物理、化學和生物化學過程；重點討論瞭土壤過程與元素生物地球化學循環之間的關係以及元素在植物一土壤係統中的循環。內容包括：元素與地球圈層結構、物質傳輸、物質循環中的化學過程、元素循環的生物驅動作用，以及碳、氮、磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂、植物微量營養元素與有益元素、汙染物質的生物地球化學循環。
　　《生物地球化學：物質循環與土壤過程》是農業資源與環境學科碩十研究生學位課教材，也可作為生態環境領域各相關學科本科生和研究生的參考教材。同時，還可供從事全球變化科學、生態學、環境科學等學科研究的相關人員參考。

內頁插圖

目錄

導言 當代生物地球化學
一、生物地球化學的概念與研究內容
二、生物地球化學學科的創建
三、相關學科與當代生物地球化學的發展
四、土壤圈與生物地球化學過程
五、人類活動對生物地球化學過程的擾動

第一章 元素與地球圈層結構
第一節 元素與同位素
一、元素的起源
二、元素的豐度
三、營養元素
四、同位素及其在生物地球化學上的應用
第二節 岩石圈、大氣圈與水圈
一、岩石圈
二、大氣圈
三、水圈
第三節 生命起源與生物圈的形成
一、生命的起源
二、生命進化
三、生物與地球化學環境的改變

第二章 物質傳輸
第一節 生物地球化學儲庫與物質傳輸機製
一、元素的生物地球化學儲庫
二、元素的生物地球化學傳輸機製
三、物質循環的時空性
第二節 水循環與物質的水體傳輸
一、地球上的水循環
二、元素的水體傳輸
第三節 元素的大氣傳輸
一、大氣層的結構與化學組成
二、大氣環流
三、大氣中物質的來源與去嚮
第四節 物質的生物傳輸
一、植物一土壤係統的養分傳輸
二、元素的生物傳輸

第三章 物質循環中的化學過程
第一節 水溶液化學
一、氣體在水中的溶解
二、水的酸堿平衡
三、水中的可溶性有機物及其化學反應
第二節 固一液相界麵的化學過程
一、礦物風化
二、吸附與解吸附
三、化學沉澱與溶解
第三節 氧化與還原
一、氧化還原反應在生物地球化學中的作用
二、環境中的氧化還原過程
三、環境中的氧化還原狀況

第四章 元素循環的生物驅動作用
第一節 生物與元素循環
一、元素循環的生物學過程
二、生物的營養類型
三、生態係統中元素的循環與耦閤
第二節 微生物與物質循環
一、微生物的多樣性與分布
二、微生物的生態適應性
三、微生物之間的相互作用
第三節 植物一土壤互作與物質循環
一、植物對土壤化學環境的影響與物質循環
二、植物與土壤生物的相互作用
三、土壤食物網與物質循環
四、生物在土壤中的空間分布
五、土壤酶

第五章 碳循環
第一節 全球碳循環
一、碳的地球化學特徵與循環
二、生態係統中的碳循環
三、現代全球碳循環
……

第六章 氮循環
第七章 磷循環
第八章 硫循環
第九章 鉀、鈉、鈣和鎂的循環
第十章 金屬微量元素的循環
第十一章 硼、鉬、矽和硒的循環
第十二章 汙染物質的生物地球化學循環

參考文獻

前言/序言

　　當2000年重新修訂研究生培養計劃時，中國農業大學植物營養學科決定將植物營養學碩士研究生學位課由“植物營養的土壤化學”調整為“生物地球化學”，並於2001年開課。
　　“生物地球化學”是農業資源與環境學科在我國首次開設的一門新課，國內缺乏相關教材。國外有兩部同名為Biogeo chemistry的常用教材，分彆由美國植物生態學傢Schlesinger和俄羅斯地球化學傢Bashkin編著，主要用於本科生教學。而且由於編著者專業背景的差異，不大適宜直接用於本學科教學工作。開課之初，編著者就希望我們自己能有這樣一部適用教材。曆經15年的教學實踐與資料積纍，編著者很高興地看到這部書稿的完成。
　　“生物地球化學”課程是農業資源與環境學科為適應學科發展需要而設置的。作為地球化學的一個分支學科，生物地球化學已有近百年的曆史，重點研究生物圈與地圈的相互作用及其對生態環境的影響。以物質循環為紐帶，生物地球化學將全球生態係統與物理氣候係統、固體地球係統有機聯結在一起。因此，自20世紀80年代以來隨著以全球變化為核心的全球環境問題的日益突齣，生物地球化學就成為地球係統科學、全球變化科學、資源與環境科學以及生態學等新興和綜閤學科領域的熱點研究方嚮。
　　農業生物生産過程既影響環境又受到環境的製約，而聯結農業與環境之間相互關係的就是物質循環。農業生態係統物質循環是物質生物地球化學循環的重要組成部分。土地的農業利用深刻影響著全球碳循環，農業生態係統的肥料投入和生産體係的集約化和商品化，改變瞭全球氮、磷等養分元素的循環強度和方嚮。而且，位於岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈交界麵上的土壤圈，是全球物質循環的重要節點。深入理解農業生態係統物質循環的規律，瞭解物質循環對農業環境的影響，對提高資源利用效率、減少環境汙染並促進農業的可持續發展具有重要意義。
　　本課程運用生物地球化學的基本原理，係統地闡述植物營養元素及汙染物質的生物地球化學過程，側重於討論主要營養元素和汙染物質在土壤一植物係統中的遷移與轉化規律，以及物質遷移與轉化過程對元素有效化和移動性的影響。通過本課程的學習，學生能夠對物質循環與轉化規律有一般性認識，並深入理解營養元素和汙染物質的土壤生物地球化學過程，提高宏觀把握能力和在微觀上綜閤分析與解決問題的能力。
　　生物地球化學以研究由生物參與的地球錶生化學和生物化學過程以及物質的遷移規律為主，涉及地球科學和生命科學領域的許鄉分支學科，是具有高度綜閤性的一門交叉學科。而且近30年來，以全球碳、氮循環為核心的生物地球化學研究工作十分活躍，資料十分豐富。然而，由於編著者知識背景的限製和學識的不足，在對基本原理的理解、前沿研究動態追蹤和研究資料取捨方麵，還存在著許多不盡人意之處。殷切希望使用本教材的教師和同學們能夠不吝賜教，本人不勝感謝。
　　本書編寫過程中得到瞭許多同事的熱情幫助。張福鎖教授從學科發展戰略的角度，首先提議開設本課程。李保國、林杉和郭景恒教授認真閱讀瞭本書稿，並提齣瞭許多寶貴的修改意見。中國農業大學研究生院在“985工程”三期高水平研究生課程建設方麵，對本課程建設予以立項支持並為書稿的齣版提供資助。國傢自然科學基金委和科技部對本人承擔的科研項目的資助，為相關章節的深入討論提供瞭很大的幫助。對此，本人深錶謝意。

好的，這是一本名為《生物地球化學：物質循環與土壤過程》的圖書的簡介，內容將圍繞該領域的核心主題展開，詳細闡述其涵蓋的範圍和深度，並避免任何可能暗示其為人工智能生成的內容的痕跡。 --- 圖書簡介： 《生物地球化學：物質循環與土壤過程》 ——探索生命、物質與地球係統的動態交匯 本書深入剖析瞭生物地球化學這一交叉學科的核心原理，重點聚焦於物質在生命體、大氣圈、水圈和岩石圈之間的復雜循環機製，以及這些過程如何在土壤這一關鍵介質中得以體現和調控。我們生活的星球是一個相互關聯的動態係統，生命活動的興衰與地球的化學環境緊密耦閤。理解這些耦閤關係，對於預測環境變化、管理自然資源以及保障生態係統的健康至關重要。 第一部分：生物地球化學基礎與元素循環的宏觀視角 本書首先為讀者建立起堅實的理論基礎。我們將從化學熱力學和動力學的基本原理齣發，闡釋生物地球化學過程的驅動力。隨後，我們將係統地梳理關鍵元素的全球循環，這構成瞭本書的骨架。 碳循環的深度解析： 碳是生命的基石，其循環涉及光閤作用、呼吸作用、溶解與沉澱等一係列生物化學反應。本書不僅考察自然界中碳的儲庫（如海洋、大氣和生物質），還將詳細探討人類活動（如化石燃料燃燒和土地利用變化）對碳平衡的擾動，以及由此引發的全球氣候變化問題。我們探討瞭碳在土壤有機質中的儲存機製，包括腐殖質的形成與穩定性，這直接關係到土壤的固碳潛力。 氮循環的復雜性與調控： 氮的循環是生物地球化學中最具活性的部分。從固氮作用（無論是自然固氮還是工業固氮）到硝化、反硝化過程，每一個步驟都由特定的微生物群落嚴格控製。我們將詳述這些微生物介導的轉化如何影響生態係統的初級生産力，以及過量氮輸入（如農業徑流）導緻的富營養化和溫室氣體（如一氧化二氮）排放問題。 硫與磷的生態化學： 硫和磷在生物體中扮演著不可或缺的角色。硫的循環受氧化還原條件影響顯著，書中將分析硫酸鹽還原菌和硫氧化菌在沉積物和土壤中的作用。磷的循環則更多地受控於岩石風化和礦物吸附/解吸過程。重點在於闡述磷在生態係統中的限製性作用及其在土壤中的有效性調控機製。 微量元素與重金屬的生物地球化學： 鐵、錳、銅、鋅等微量元素對生命活動至關重要，但其濃度適中纔能維持健康。我們深入研究瞭這些元素在不同氧化還原電位下的形態變化（物種轉化），及其在土壤-水界麵上的遷移轉化規律。同時，對鉛、鎘、汞等重金屬的生物地球化學行為進行嚴謹的建模分析，關注其在食物鏈中的富集風險。 第二部分：土壤——生物地球化學過程的集成平颱 土壤不僅僅是植物生長的介質，它是一個高度復雜的反應器，其中發生著最為活躍和關鍵的生物地球化學轉化。本部分將聚焦於土壤這一特定環境。 土壤物理化學基礎： 在深入探討化學轉化之前，我們首先建立瞭土壤的物理結構框架，包括土壤質地、孔隙度、錶麵積及其對反應速率的影響。隨後，詳細分析瞭土壤膠體的性質——粘土礦物和有機質的錶麵電荷特性，這些特性決定瞭離子交換能力和汙染物吸附潛力。 土壤有機質（SOM）的動態： SOM是土壤生物地球化學過程的核心驅動力。我們將從分子水平上解構腐殖質和非腐殖質組分的化學結構，並闡述其在微生物分解、礦化和腐殖化過程中的轉化路徑。重點討論瞭SOM的穩定機製，包括化學結閤（如與礦物形成絡閤物）和物理保護（如在微孔隙中被包裹）的作用。 土壤中的氧化還原反應： 土壤環境的氧化還原狀態是控製許多元素（尤其是氮、鐵、錳、硫）形態和活性的決定性因素。本書詳盡考察瞭電子傳遞鏈在土壤係統中的錶現，分析瞭好氧和厭氧條件下關鍵酶和微生物群落對電子受體和供體的利用策略，並提供瞭Eh-pH圖解分析工具，用於預測特定環境下的元素行為。 土壤溶液化學與離子平衡： 土壤溶液是物質交換的主要場所。我們采用離子強度、活度和溶解度平衡的理論，精確描述瞭土壤溶液中營養元素（如鈣、鎂、鉀）的有效性及其與土壤固相的動態平衡。這部分內容對於精準農業和土壤改良具有直接的指導意義。 生物地球化學過程的時空變異性： 真實世界中的過程並非均勻一緻。本書強調瞭空間異質性（如坡麵上的水分和養分梯度）和時間動態性（如季節性凍融循環、降雨事件）對生物地球化學速率的顯著影響。通過案例研究，展示瞭如何利用地理信息係統（GIS）和空間統計模型來刻畫這些變異性。 第三部分：應用與前沿——環境挑戰與解決方案 最後，本書將理論知識與當前麵臨的重大環境挑戰相結閤，探討生物地球化學在實際應用中的潛力。 汙染物的生物地球化學修復： 針對土壤和地下水中的有機汙染物和重金屬汙染，我們探討瞭基於生物地球化學原理的修復策略。這包括生物衰減（Bioremediation）、植物修復（Phytoremediation）中涉及的氧化還原機製，以及利用特定微生物群落來固定或轉化有毒物質的方法。 生態係統反饋與氣候變化： 深入探討瞭土壤在全球氣候係統中的雙重角色——既是重要的溫室氣體排放源，又是重要的碳匯。重點分析瞭溫度升高和降水變化如何通過影響微生物活性和土壤水文過程，反過來加速或減緩大氣 $ ext{CO}_2$ 濃度的上升。 可持續農業與土壤健康： 從生物地球化學的角度重新審視可持續農業實踐。探討瞭免耕、輪作和生物炭施用如何通過改變土壤微環境（如根際化學、氧化還原條件）來優化養分循環效率，減少環境負荷，最終提升土壤的長期生産力和抗逆性。 本書內容嚴謹，圖錶豐富，數據詳實，不僅是環境科學、土壤學、生態學及地球科學專業學生和研究人員的權威參考書，也是環境工程師和資源管理人員理解復雜地球係統過程的必備工具。它旨在提供一個全麵、深入且具有前瞻性的框架，以理解生命如何在地球化學的舞颱上塑造我們的環境。 ---

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書的初衷，是希望能對土壤修復的一些基礎理論有所瞭解。我對生態恢復領域頗感興趣，而土壤作為生態係統的重要組成部分，其內在的物質循環機製自然是繞不開的話題。這本書從宏觀的地球化學視角切入，將物質循環的原理與土壤的具體過程緊密結閤，給我帶來瞭意想不到的啓發。 我被書中關於磷和鉀等礦質元素在土壤中的行為模式深深吸引。作者不僅僅是簡單地描述瞭這些元素的來源和去嚮，更是深入分析瞭影響其有效性的各種因素，比如土壤pH值、有機質含量以及與其他元素的相互作用。我尤其關注瞭書中關於磷酸鹽在土壤中的固著與釋放機製的章節，這對於理解土壤肥力下降的原因非常有幫助。 這本書的優點在於，它不僅提供瞭紮實的理論基礎，還通過大量的實際案例，展示瞭這些理論在現實世界中的應用。例如，書中分析瞭不同農業管理措施對土壤養分流失的影響，以及如何在實際操作中減少對環境的負麵衝擊。我感覺自己不僅在學習理論，更是在學習如何“看懂”土壤。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我感到“學有所得”的書。作為一名環境科學專業的學生，我一直對土壤這個話題充滿興趣，但往往被各種專業書籍中的復雜模型和晦澀語言所睏擾。然而，這本書的齣現，完全改變瞭我的看法。它以一種非常係統和深入的方式，探討瞭生物地球化學過程在土壤中的具體體現。 我尤其欣賞書中對土壤微生物群落及其功能的研究。作者不僅列舉瞭各種土壤微生物的種類，更重要的是，他們詳細闡述瞭這些微生物在物質轉化中所扮演的關鍵角色。例如，氮循環的介紹部分，清晰地描繪瞭固氮菌、硝化細菌和反硝化細菌的工作流程，以及它們如何影響土壤肥力。書中還引用瞭大量的最新研究成果，並提供瞭詳細的參考文獻，這對於我進行學術研究非常有幫助。 此外，本書對不同土壤類型（如紅壤、黑土、鈣土等）在物質循環過程中的獨特性分析，也讓我大開眼界。不同土質的物理化學性質如何影響著微生物的活動和養分的有效性，這些內容都寫得非常透徹。我感覺這本書就像一個導遊，帶領我深入瞭解我們腳下的這片土地。

評分☆☆☆☆☆

我是一名園藝愛好者，平日裏喜歡搗鼓自傢的花園，也常常為植物的生長狀況感到睏惑。偶然間看到這本書的介紹，被“物質循環與土壤過程”這個主題吸引瞭。我原本以為會是一本枯燥的科學著作，但讀起來卻發現，這本書的內容與我的興趣點意外地契閤，而且充滿瞭趣味性。 書中對土壤中有機質的分解過程的講解，讓我對“堆肥”這個我常做的園藝工作有瞭全新的認識。原來，那些看似簡單的翻堆、加水，背後蘊含著如此復雜的微生物活動和化學反應。我學會瞭如何更好地利用不同類型的有機物來促進土壤的肥力，以及如何通過調整堆肥的條件，來獲得更優質的腐殖質。 此外，書中關於植物根係與土壤微生物互動的描述，也讓我對“生物刺激素”和“土壤改良劑”有瞭更深的理解。原來，植物並不是孤立地生長，它們與周圍的土壤環境，尤其是微生物，有著如此密切的聯係。這本書讓我明白，想要植物健康生長，就必須先養好土壤。 書中的語言通俗易懂，即使我不是專業人士，也能輕鬆理解。豐富的插圖更是錦上添花，讓那些抽象的概念變得形象起來。我感覺這本書就像一位經驗豐富的園藝大師，用科學的語言告訴我如何纔能更好地嗬護我的土壤。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一場視覺和知識的盛宴！初拿到手，就被它厚實的裝幀和精美的設計吸引瞭。封麵上的插圖，一幅描繪著森林土壤剖麵與微生物活動的藝術畫，色彩鮮艷，細節豐富，仿佛能聞到泥土的芬芳。翻開書頁，紙張的觸感也很棒，是那種帶著淡淡墨香的啞光紙，閱讀起來非常舒適，不會有刺眼的反光。 內容方麵，雖然我不是生物化學領域的專業人士，但這本書的敘述方式卻讓我感到十分親切。它並非堆砌晦澀難懂的術語，而是將復雜的概念拆解得十分清晰。比如，關於碳循環的部分，作者用瞭很多生動的比喻，將大氣中的二氧化碳如何被植物吸收，又如何通過分解者迴到土壤，這一係列過程描繪得如同一個精彩的故事。我特彆喜歡書中穿插的各種案例分析，例如講述瞭不同森林生態係統中物質循環的細微差異，讓我對地球的復雜性有瞭更深刻的認識。圖錶和插圖的質量也極高，色彩搭配閤理，清晰地展示瞭各種物質在土壤中的遷移和轉化過程，即使是初學者也能輕鬆理解。

評分☆☆☆☆☆

我是一名來自非生物科學領域的讀者，齣於對我們賴以生存的地球係統的好奇心，我選擇閱讀瞭這本書。最初對“生物地球化學”這個詞感到有些陌生，但這本書以一種循序漸進的方式，將地球上物質如何在生命體與非生命體之間循環的宏大圖景展現在我麵前。 我印象最深刻的是關於水循環的章節。作者並沒有僅僅停留在教科書式的介紹，而是將水循環與土壤的滲透性、蒸發性以及植物蒸騰作用等一係列生物地球化學過程聯係起來。讓我驚嘆的是，原來每一滴水，都與土壤中的養分轉化、氣體交換息息相關。 書中對大氣成分變化，特彆是溫室氣體濃度的討論，也讓我産生瞭強烈的共鳴。作者通過解釋碳循環和氮循環的失衡如何導緻氣候變化，讓我對人類活動對地球係統的影響有瞭更深刻的認識。這不僅僅是一本關於物質循環的書，更是一本關於地球生命支持係統的科普讀物。 書中的案例研究，例如關於海洋酸化對碳循環的影響，以及森林砍伐對土壤侵蝕和養分流失的連鎖反應，都讓我更加直觀地理解瞭生物地球化學過程的復雜性和重要性。它拓展瞭我對“生態係統”這個概念的理解，讓我看到生命與非生命物質之間錯綜復雜的聯係。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容比較專業。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容比較專業。

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書不錯，內容比較專業。

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書不錯，內容比較專業。

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屯瞭一些好書，需要好好讀一下

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容比較專業。

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書不錯，內容比較專業。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容比較專業。

評分☆☆☆☆☆

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