生物地球化学过程与地表物质循环·西南喀斯特土壤：植被系统生源要循环 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘丛强 等 著

图书标签:

• 生物地球化学
• 喀斯特土壤
• 植被系统
• 生源循环
• 地表物质循环
• 西南喀斯特
• 土壤生物化学
• 生态系统
• 碳循环
• 养分循环

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030238757

版次：1

商品编码：10005501

包装：精装

开本：大16开

出版时间：2009-01-01

用纸：胶版纸

页数：618

字数：1100000

正文语种：中文

内容简介

　　《生物地球化学过程与地表物质循环：西南喀斯特土壤-植被系统生源要循环》是我国一本系统研究西南喀斯特流域土壤-植被系统养分生物地球化学循环的成果专著，介绍了作者作为学术带头人领导的课题组近年来系统利用同位素与元素地球化学研究手段，并结合土壤学和生态学的研究理论及思路，对我国西南喀斯特地区主要类型土壤的成土过程，不同类型植被覆盖土壤中碳、氮、硫、磷及其他金属矿质养分的分布与循环特征的研究成果。全书共十二章，内容涉及土壤-植被系统中的生物地球化学过程和微生物地球化学的研究；喀斯特地区风化成土作用的地球化学特征；大气氮沉降的苔藓地球化学记录；土壤-植被系统的养分循环，重点介绍了碳、氮、磷、硫和其他金属矿质养分在土壤和优势植物中的分布变化特征；土壤氮循环与植物适应性；土壤-大气界面温室气体吸收与释放；小流域岩石-土壤-植被相互作用与地表水地球化学。
　　《生物地球化学过程与地表物质循环：西南喀斯特土壤-植被系统生源要循环》是一本成果专著，也是一本系统介绍地表圈层物质生物地球化学循环的元素和同位素示踪的研究理论、方法和思路以及有关研究动态的著作，可供地表地球化学、喀斯特地理、生态学、植物学和土壤学等学科的研究人员以及高等院校有关专业的师生参考。

作者简介

　　刘丛强，1955年生，博士，研究员。1982年南京大学学士学位；1984年获中国科学院地球化学研究所硕士学位；1991年获日本东京大学博士学位，日本理化学研究所基础科学特别研究员；1994年日本国立电气通信大学化学系副教授；1997年至今任中国科学院地球化学研究所所长。1994年入选中国科学院首批“百人计划”，1996年获国家杰出青年科学基金。主要社会兼职有：中国矿物岩石、矿物地球化学学会副理事长；贵州省科协副主席。早期主要从事中国东部新生代火山岩研究，成果获贵州省科学技术进步一等奖(排名第一)；1996年起从事地质流体作用和地表地球化学过程及其环境效应方面的研究，有关喀斯特流域物质循环及其生态环境效应的研究成果于2004年获贵州省科技进步一等奖(排名第一)。1997年国家攀登计划项目(A类)“地质液体作用及其成矿效应”首席科学家，2006年国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“西南喀斯特山地石漠化与适应性生态系统调控”首席科学家。

目录

序
前言
第一章 西南喀斯特地质地理与生态背景
引言
第一节 西南地区地质地理特征
第二节 西南喀斯特地区土壤类型分布
第三节 西南喀斯特地区植被覆盖与岩石和土壤
第四节 西南喀斯特生态系统石漠化现状和发生机制
参考文献
第二章 土壤-植被系统中的生物地球化学过程
引言
第一节 土壤无机组分
第二节 土壤有机组分
第三节 土壤无机地球化学过程
第四节 土壤生物地球化学过程与养分循环
参考文献
第三章 喀斯特地区风化成土作用的地球化学特征
引言
第一节 西南喀斯特地区土壤形成条件与特点
第二节 风化成土作用研究概述
第三节 土壤中矿质元素形态研究方法概述
第四节 土壤剖面矿质养分的分布特点
第五节 土壤物质来源的地球化学示踪
第六节 喀斯特山地成土方式探讨
参考文献
第四章 大气氮沉降的苔藓地球化学记录
引言
第一节 大气氮沉降及其植物叶片伊。N指示
第二节 苔藓的生物学性质及其稳定同位素研究意义
第三节 苔藓碳、氮同位素对环境条件和大气氮沉降变化的响应
第四节 石生苔藓碳、氮含量和碳、氮同位素与贵阳地区大气氮沉降
参考文献
第五章 土壤-植被系统碳循环
引言
第一节 土壤碳的生物地球化学循环
第二节 西南喀斯特地区土壤有机碳(SOC)含量变化
第三节 西南喀斯特地区土壤微生物生物量碳
第四节 西南喀斯特土壤-植被碳循环过程的σ13C研究
第五节 土地利用和植被覆盖变化对喀斯特地区SOC及其σ13C分布的影响
参考文献
第六章 土壤-植被系统氮循环
引言
第一节 土壤中的氮循环与植物氮吸收
第二节 喀斯特地区土壤氮分布及其控制因素
第三节 喀斯特环境优势植物氮含量及其同位素组成变化
参考文献
第七章 土壤-植被系统硫循环
引言
第一节 土壤中硫循环与植物吸收
第二节 喀斯特流域土壤硫的生物地球化学

参考文献
第八章 土壤-植被系统磷循环
引言
第一节 土壤中的磷循环与植物吸收
第二节 岩石风化与成土过程中磷的地球化学
第三节 石灰岩和砂岩地区土壤磷与植被养分组成
参考文献
第九章 土壤-植被系统金属矿质养分循环
引言
第一节 金属矿质养分的植物营养作用与生物地球化学循环
第二节 喀斯特地区土壤金属矿质养分分布特点
第三节 喀斯特植物金属矿质养分的组成特征
第四节 喀斯特土壤-植物界面锶循环的同位素研究
参考文献
第十章 土壤氮循环与植物适应性：花椒与杉木的对比研究
引言
第一节 植物利用氮的策略和氮的生物地球化学循环
第二节 氮同位素组成与氮的生物地球化学循环
第三节 杉木和花椒选择吸收NH+4和NO-3的证据
第四节 植物氮利用策略的环境效应
第五节 共生菌对氮循环和σ15N值的影响
参考文献
第十一章 土壤-大气界面温室气体吸收与释放
引言
第一节 土壤温室气体产生、释放与生物地球化学作用
第二节 黔中地区不同生态系统土壤温室气体释放通量
第三节 黔中地区不同生态系统土壤温室气体浓度剖面变化
参考文献
第十二章 小流域岩石-土壤-植被相互作用与地表水地球化学
引言
第一节 黔南和黔东南地区地质地理与生态背景
第二节 水化学组成对流域岩石-土壤-植被界面作用的响应
第三节 养分同位素组成变化对流域岩石-土壤-植被相互作用的响应
参考文献

精彩书摘

　　（二）西南喀斯特石漠化现状
　　石漠化已经成为西南喀斯特地区最大的生态问题。为掌握西南喀斯特石漠化分布状况与形势，自2003年以来，国内开展了两次大规模的调查活动，基本摸清了西南喀斯特石漠化的分布现状和特征。一是中国地质科学院岩溶地质研究所2003～2005年在承担国土资源大调查项目“西南岩溶地区地下水与环境地质调查”时，利用遥感技术查明了西南岩溶区石漠化分布现状和特征，划分了石漠化的程度等级，研究了石漠化的成因、影响因素和发展演化趋势。项目区域为100万km2的西南喀斯特区，喀斯特面积60万km2；二是国家林业局2004～2005年采用地面调查与遥感技术相结合、以地面调查为主的技术方法开展的大规模西南喀斯特石漠化监测工作，监测区总面积107.14万km2，监测区内喀斯特面积为45.10万km2。两次大调查范围大致相同，但也有一些差异（如后者包括了红河以西地区），加之调查方法和调查时段的差异，得出的相关数据也有一些不同。但两次大调查的结果都显示了西南喀斯特石漠化形势的严峻性。
　　中国地质科学院调查结果表明，工作区内石漠化面积达105 063.2km。，占出露碳酸盐岩区面积的25.06％。其中，轻度石漠化面积为39 974.47km。，中度石漠化面积为39 155.97km2，重度石漠化面积为25 932.79km2。石漠化主要发生在云南、贵州和广西三省区，总面积约为88 091.70km2，占总石漠化面积的83.85％。其中，贵州省石漠化面积为约3.3万km2，云南省石漠化面积为2.8万km2，广西壮族自治区石漠化面积约为2.7万km2。该研究还开展了20世纪80年代末至90年代末石漠化演变调查，结果表明，十年来，区内石漠化面积从82 942.65km2增加到105 063.2kin2，平均每年增加1 650.26km2，年平均增长率为2％。石漠化演变呈局部好转、总体恶化的趋势。

前言/序言

　　地球近地表环境，也称为地球临界带或关键带（The Earth’s Critical Zone）维持了几乎所有陆地生物的生存。人类生存和社会发展的快速需求促进了人们对这一地表和近地表环境中各种过程的研究和理解。地球临界带是一个固体地球和流体之间的动力界面，受复杂而广泛的物理、化学和生物过程的共同控制。由地球内部能量驱动的各种地质与构造运动改变地表环境，由大气和水圈驱动的风化作用控制土壤形成和侵蚀以及地表岩石的化学风化，由重力驱动的流体运动确定了地表地形地貌和地表物质的重新分配，由对养分的需求驱动的生物活动控制了土壤、岩石、大气和水之间的化学循环。因此，对地球临界带的综合研究被地质学家、生物学家、土壤学家和水文学家们认为是最为核心的研究领域之一。研究的核心内容有：在不同时间尺度上控制碳及其他物质循环和通量的各种过程；营养生态系统的过程在人类和地质时间尺度上的变化规律；生物地球化学过程控制土壤和水的长期持续性的机理；化学和物理风化的变化影响地球临界带的形式和特征。
　　土壤圈是地球临界带的主体，因此地球临界带研究的核心科学问题也就构成了现代土壤科学的主要研究内容，并成为目前世界土壤科学界的优先研究领域。历史上，土壤科学发展经历了从具有地质学根基的学科到应用农业和环境学科，并经过地球临界带的研究又发展到生物和地质科学的交叉学科的螺旋曲折道路。现代土壤科学的研究内容具有更丰富、广泛、集成、分析和定量特点。当前土壤科学面临的一个重要挑战是多学科的交叉研究。学科的交叉包括经典土壤科学的分支学科之间的交叉，如土壤化学、土壤物理学、土壤生物学、土壤矿物学、土壤学之间的相互合作。更重要的是通过引进其他学科，如微生物学、水文学、生态学、环境科学、地球化学、地质学、大气科学的知识和研究手段及理论，提高土壤科学解决问题的能力。

书籍介绍：地球科学前沿的探索与应用 书名：地球系统的演变与资源可持续利用：从深部到表层的多尺度研究 内容概述： 本书旨在提供一个宏大且精细的视角，审视地球系统在时间维度上的深邃演化历程，并聚焦于当前人类社会高度关注的资源可持续利用问题。全书结构紧凑，逻辑严密，涵盖了从地壳深处的岩石圈动力学到地表圈层间物质与能量交换的复杂过程，特别强调了地球科学理论在解决实际工程与环境挑战中的应用。全书共分八个主要部分，力求在理论深度与实践广度之间找到最佳的平衡点。 第一部分：地球深部动力学与幔壳相互作用 本部分深入探讨了地球内部结构、岩石圈的形成与演化。内容聚焦于俯冲带和大陆裂谷带的动力学过程，解析了地幔对流驱动下的板块运动机制。详细阐述了地幔物质的熔融、结晶过程及其对地壳物质组成的长期影响。研究涵盖了高温高压实验岩石学、地球物理成像技术（如地震层析成像）在揭示深部不连续面结构中的前沿应用，以及深部过程如何控制地表带状构造的形成与分布。同时，对地幔柱的起源、迁移及其与地表热异常的关联进行了系统的论述，为理解全球岩浆活动和矿产资源富集提供了理论基础。 第二部分：构造地貌学与新生代过程 本章将理论构造学与实际地貌演化相结合。重点分析了区域抬升速率、剥蚀历史与气候变化的耦合关系。通过同位素定年技术（如宇宙成因核素法）和高精度数字高程模型（DEM）分析，重建了复杂山系（如青藏高原、安第斯山脉）的隆升历史和侵蚀响应。讨论了构造运动如何控制河流网络的演化、湖泊的形成与消亡，以及山前冲积扇的沉积模式。此外，还探讨了构造形变对区域水文地质条件和潜在地质灾害（如滑坡、泥石流）的长期控制作用。 第三部分：水圈与大气圈的耦合研究 本部分侧重于地球表层关键流体的地球化学特征与循环。详细描述了现代和古老水文循环的机制，包括大气水汽的输送、降水过程的同位素分馏，以及地表水体（河流、湖泊、地下水）的地球化学指纹。研究内容延伸至海洋环流对全球气候的反馈作用，如深海碳汇的效率和古气候敏感性指标（如硅藻化石、氧同位素比值）的应用。对极端天气事件（如特大降雨、干旱）下水资源的时空变化规律进行了建模分析。 第四部分：沉积学与古环境重建 本部分深入探讨了沉积物记录的地球历史信息。内容涵盖了碎屑物源分析、沉积相研究以及生物地层学方法。通过对碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素等指标的综合运用，追溯了陆源物质的迁移路径与源区演化。重点阐述了沉积盆地的形成机制、充填序列的演变，以及如何利用沉积序列中的微体化石、有机地球化学指标和磁性地层学方法，重建关键地质时期的古气候、古植被和古海洋环境。对页岩气、致密油储层成因与富集规律的分析也包含在内。 第五部分：工程地质与岩土体灾害评估 本部分将基础地质学知识应用于现代工程实践。详细阐述了岩石力学、土力学的基本原理及其在工程建设中的应用。内容涵盖了基础持力层的选择、隧道和地下空间的稳定性分析、边坡工程的稳定性评价方法（如极限平衡法、有限元法）。对地震、降雨等外部因素诱发的地质灾害（如地面沉降、软土地基处理）的风险评估与防治策略进行了深入探讨，为重大基础设施的安全运营提供了科学支撑。 第六部分：非常规能源与矿产资源潜力评价 本章关注地球提供的关键能源与材料资源的可持续开发。系统梳理了全球重要的金属矿床（如斑岩铜矿、层控型矿床）的形成模型与找矿方向。特别强调了非常规能源，如页岩气、地热能的赋存机理、资源潜力评价方法和环境影响控制。研究内容包括非常规能源的地球物理勘探技术、流体包裹体研究在油气成藏机理中的应用，以及可再生能源（如地热）的开发潜力评估技术。 第七部分：全球变化与生物地球化学反馈 本部分探讨了人类活动对地球关键圈层相互作用的影响，尤其关注元素在生物、化学、地质过程中的迁移转化。重点分析了碳、氮、磷等关键元素的全球循环及其在气候变暖背景下的扰动。研究内容包括人类活动导致的土壤退化、水体富营养化过程的地球化学机制，以及生态系统在应对环境压力时的响应与反馈机制。通过同位素示踪技术，解析了污染物在环境介质中的迁移转化路径。 第八部分：地球科学的监测、模拟与数据科学应用 本部分聚焦于地球科学研究的前沿工具与方法。介绍了遥感技术（光学、雷达）在地表形变监测（如InSAR）、地质制图中的应用。详细阐述了地球系统数值模拟的原理、模型构建与不确定性分析，涵盖了从气候模式到岩浆动力学模拟的多个尺度。同时，探讨了大数据、人工智能在地球科学数据挖掘、模式识别以及资源勘探决策支持中的创新应用，展示了新一代地球科学研究的范式转变。 本书适合从事地球科学、资源勘查、环境工程、地质灾害防治等领域的科研人员、高校师生及相关行业高级技术人员作为专业参考或教材使用。内容兼具理论高度与工程实用价值。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的题目感到一种莫名的兴奋，它触及了我对自然界运行规律最深层次的好奇心。将“生物地球化学过程”与“地表物质循环”结合，并聚焦于“西南喀斯特土壤：植被系统”，这就像是为我打开了一扇通往微观世界的大门。我一直在思考，我们看到的繁茂的森林、生长的庄稼，背后究竟有多么精妙的物质转换在发生。书中会不会详细介绍，在西南喀斯特那样独特的岩溶地貌下，土壤的形成过程本身就充满了挑战？例如，石灰岩的溶解如何影响土壤的pH值和养分组成？植被又是如何在这种条件下，通过自身的生理机制，比如根系分泌物，去影响土壤的化学性质，从而更好地获取养分？“生源要循环”这个词，让我觉得这本书不仅仅是在描述过程，更是在揭示一种“可持续性”的智慧。我期待书中能提供一些关于喀斯特生态系统如何在有限的资源下，实现高效物质循环的见解。也许书中会分析，当地的植被在固碳、固氮、磷循环等方面扮演着怎样的角色，以及这些循环对整个区域生态系统的稳定性有什么影响。我希望能从书中获得一些启发，理解地球上生命是如何如此顽强地适应环境，并在此过程中完成伟大的物质循环。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书的名字时，我脑海里立刻浮现出那种泥土的芬芳，以及雨水滋润后植物生长的勃勃生机。尽管我不是专业的土壤学家或植物学家，但“生源要循环”这几个字，让我联想到生命赖以生存的根本——那些看不见的养分，如何在土地上，又如何在植物体内，被不断地更新和利用。西南喀斯特地区，对我而言，总有一种神秘感，那里多山，土壤贫瘠，却孕育着顽强的生命。我很好奇，在这样一种看似艰苦的环境下，植被是如何做到“生生不息”的？这本书是否会深入探讨，例如，喀斯特地区的土壤中，哪些关键的营养元素是植物最迫切需要的？这些元素又是如何通过土壤微生物、植物根系以及其他生态过程，被有效地捕获、转化和再利用的？我希望书中能有具体的案例分析，展示不同种类的植被，在西南喀斯特土壤中的不同生长阶段，是如何参与到这个物质循环中的。如果能看到图表和数据，那就更好了，那样我能更直观地理解那些复杂的生物地球化学反应。这本书听起来像是为那些对生命本源充满好奇，并希望了解生态系统如何维持自身平衡的读者准备的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目就让我觉得相当有分量，充满了科学的严谨感。“生物地球化学过程与地表物质循环”，光是这个名字，就勾勒出了一个宏大的研究图景，仿佛能看到各种元素在土壤、植物、大气、水之间穿梭流转，形成一个复杂的生命之网。特别是后面加上了“西南喀斯特土壤：植被系统生源要循环”，这一下就把范围聚焦了，让人好奇在西南那独特的地貌环境下，土壤和植被之间是如何进行着这些看不见的物质交换。我一直对喀斯特地貌很着迷，那种石灰岩溶蚀形成的奇特景观，总感觉隐藏着许多不为人知的生态秘密。这本书似乎就试图揭开这些秘密，通过对生物地球化学过程的深入剖析，来解释在这个特殊区域，物质是如何被循环利用的。不知道书中会不会有很多关于喀斯特地区特有的土壤类型、植被群落以及它们如何适应这种环境的讨论。我也很期待看到作者如何将抽象的生物地球化学原理，与西南喀斯特地区具体的土壤和植被系统联系起来，给出令人信服的解释。这本书听起来不像是那种轻松的读物，但对于真正想了解生态系统运作机制的读者来说，无疑是一份宝藏。

评分☆☆☆☆☆

从书名“生物地球化学过程与地表物质循环·西南喀斯特土壤：植被系统生源要循环”来看，这是一部深度探讨生态系统运作机制的著作。我一直对“生源要循环”这个概念非常着迷，它触及到生命存在的根本——物质的连续性与再生性。尤其是将这一概念置于“西南喀斯特土壤：植被系统”这一特定场景下，更显出其研究的独特性和重要性。喀斯特地区，以其独特的石灰岩地貌和相对贫瘠的土壤，常常被视为生态脆弱区，然而，生命总能在那里顽强地扎根。我迫切想知道，在这片土地上，生物地球化学过程是如何巧妙地维系着植被的生存？书中是否会详细阐述，在喀斯特土壤特有的钙质、贫瘠、多孔等环境下，植物是如何通过其根系、叶片等器官，与土壤中的矿物质、有机质以及微生物发生复杂的化学交换，从而实现养分的有效吸收和利用？我希望书中能够提供一些关于关键元素的生物地球化学循环模型，例如，氮的固化与反硝化，磷的矿化与固着，碳的固定与释放等，这些过程在喀斯特植被系统中是如何被调控的。了解这些，对于理解该地区生态系统的稳定性和恢复力至关重要。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书的扉页，我仿佛能闻到泥土特有的气息，感受到阳光透过树叶洒下的斑驳光影。题目中的“生物地球化学过程”听起来非常专业，但我相信它背后蕴含着生命的奥秘。特别是“西南喀斯特土壤：植被系统生源要循环”这个副标题，一下子就吸引了我。我一直对西南地区的自然风光情有独钟，那里独特的喀斯特地貌，总让我觉得充满了生命的力量。我好奇，在这片看似贫瘠的山地上，植物是如何汲取养分，如何生存繁衍的？这本书是否会深入剖析，喀斯特土壤的形成过程中，有哪些特殊的生物地球化学反应在起作用？例如，微生物在分解有机物、释放养分方面扮演着怎样的角色？植物的根系又如何与土壤中的微生物相互作用，共同完成物质的循环？我希望书中能有具体的例子，比如介绍几种典型的西南喀斯特植物，以及它们是如何在其生存环境中，参与到碳、氮、磷等关键元素的循环过程中的。如果书中还能探讨，人类活动对这些物质循环产生的影响，以及如何实现可持续的土壤和植被管理，那就更具现实意义了。