生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版） [Biogeochemistry:An Analysis of Global Change] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] W.H.施莱辛格，[美] E.S.伯恩哈特 著，俞慎，吝涛，吴胜春 等 译

图书标签:

• 生物地球化学
• 全球变化
• 生命科学
• 环境科学
• 生态学
• 生物学
• 地球化学
• 科学研究
• 学术著作
• 环境污染

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030499189

版次：1

商品编码：11983967

包装：平装

外文名称：Biogeochemistry:An Analysis of Global Change

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：405

字数：601000

正文语种：中文

内容简介

　　《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》共14章，分为两大部分：过程和反应、全球变化。全书以生命相关的水和重要元素（碳、氮、磷、硅、硫等）为主线，将地球作为一个化学系统来认知其自然功能和正面临的人类活动的影响，并以陆地生态系统、陆地水体水生生态和海洋生态系统逐一分述。
　　《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》涉猎范围广，从空间物理学到分子生物学的多学科融合，从地球起源到未来数十年的大时间跨度均有涉及。

内页插图

精彩书评

　　★这是一本关于生物地球化学“一站式”的教科书，既有基础理论，又注重挖掘细节，且视野开阔。作者在阐述传统教科书所涉及的基础循环（自然界内在循环）的同时，还论述了现代循环（被人类活动干扰后的自然界循环）及其相互作用，堪称一部力作，是生物地球化学领域所有研究者的必备参考书。
　　——鲍尔·法尔科夫斯基
　　美国科学院院士新泽西州立大学教授
　　
　　★俞慎博士为了保证书稿质量，在翻译完成之后，又花费了长达半年的时间逐字逐句对照原文进行审校和通稿，此外，他还颇费心思地在译稿中保留了图中的英文，并在图注中列出其对应中文，以方便读者学习相关词汇，其用心可见一斑。
　　在我看来，这是一部非常值得推荐的好书，也是生物地球化学和全球变化领域的研究者，尤其是青年学者不可多得的参考书。
　　——秦大河
　　中国科学院院士

目录

中文版序一
中文版序二
译者的话
前言
致谢

第1篇 过程与反应
第1章 简介
1．1 什么是生物地球化学？
1．2 地球是一个化学系统
1．3 研究尺度
1．3．1 热动力学
1．3．2 计量学
1．3．3 大尺度试验
1．3．4 模型
1．4 Lovelock的盖亚假设（即地球是一个生物体）
第2章 起源
2．1 引言
2．2 元素起源
2．3 太阳系和固体地球起源
2．4 大气和海洋起源
2．5 生命起源
2．6 代谢途径进化
2．6．1 光合作用：地球氧气起源
2．6．2 化学自养作用
2．6．3 厌氧呼吸作用
2．7 行星历史比较：地球、火星和金星
2．8 小结
第3章 大气
3．1 引言
3．2 大气层结构与大气环流
3．3 大气组成
3．3．1 气体
3．3．2 气溶胶
3．4 对流层生物地球化学反应
3．4．1 主要组成——氮气和氧气
3．4．2 二氧化碳
3．4．3 痕量生物源气体
3．5 大气沉降
3．5．1 过程
3．5．2 区域特征与变化趋势
3．6 平流层生物地球化学反应
3．6．1 臭氧
3．6．2 平流层舍硫化合物
3．7 大气和全球气候模型
3．8 小结
第4章 岩石圈
4．1 引言
4．2 岩石风化
4．2．1 化学风化
4．2．2 次生矿物
4．3 土壤化学反应
4．3．1 阳离子交换量
4．3．2 土壤缓冲能力
4．3．3 阴离子吸附量
4．3．4 含磷矿物
4．4 土壤发育
4．4．1 森林
4．4．2 草地
4．4．3 沙漠
4．4．4 土壤发育模型
4．5 风化速率
4．5．1 化学风化速率
4．5．2 机械风化
4．5．3 总剥蚀率
4．6 小结
第5章 生物圈：陆地生态系统碳循环
5．1 引言
5．2 光合作用
5．2．1 水分利用率
5．2．2 养分利用率
5．3 呼吸作用
5．4 净初级生产量
5．4．1 NPP的测量和分配
5．5 净生态系统生产量和涡度相关研究
5．6 净初级生产量去向
5．7 初级生产量和生物量遥感监测
5．8 全球净初级生产量和生物量估算
5．9 净初级生产量和全球变化
5．10 凋落物（碎屑）
5．10．1 矿化作用过程
5．10．2 腐殖质形成和土壤有机质
5．10．3 周转过程
5．11 土壤有机质和全球变化
5．12 小结
第6章 生物圈：陆地系统的生物地球化学循环
6．1 引言
6．2 陆地植物的生物地球化学循环
6．2．1 养分吸收
6．2．2 养分平衡
6．2．3 氮同化
6．2．4 固氮作用
6．2．5 菌根真菌
6．3 陆地植被中养分归趋与循环
6．3．1 系统内养分年循环
6．3．2 凋落物
6．3．3 系统內循环的养分质量平衡
6．3．4 养分利用率
6．4 土壤生物地球化学循环
6．4．1 土壤微生物生物量和降解过程
6．4．2 氮循环
6．4．3 土壤含氮气体释放
6．4．4 土壤磷循环
6．4．5 硫循环
6．4．6 林火转化作用
6．4．7 动物的作用
6．5 景观尺度物质平衡计算
6．6 陆地生物地球化学过程的人类活动影响
6．6．1 酸雨
6．6．2 氮饱和
6．6．3 C02浓度升高与全球变暖
6．7 小结
第7章 湿地生态系统
7．1 引言
7．2 湿地类型
7．2．1 湿地水文学
7．2．2 湿地土壤
7．2．3 湿地植物
7．3 湿地生态系统的生产力
7．4 湿地有机质储存
7．5 水饱和沉积物微生物代谢作用
7．5．1 自由能计算
7．5．2 环境氧化还原电位测定
7．6 厌氧代谢途径
7．6．1 酵解作用
7．6．2 硝酸根异化还原作用
7．6．3 铁和锰还原作用
7．6．4 硫的还原
7．6．5 产甲烷作用
7．6．6 甲烷好氧氧化作用
7．6．7 甲烷厌氧氧化作用
7．6．8 微生物群落
7．7 湿地和水质
7．8 湿地与全球变化
7．8．1 全球湿地损失
7．8．2 海平面上升与海水入侵
7．8．3 井温
7．8．4 CO2浓度上升
7．9 小结
第8章 陆地水体
8．1 引言
8．1．1 水的特性
8．1．2 水陆关系
8．1．3 水生食物网的特性
8．2 湖泊
8．2．1 湖泊水收支和混合作用
8．2．2 湖泊碳循环
8．2．3 湖泊养分循环
8．3 河流
8．3．1 河流水收支和混合作用
8．3．2 河流碳循环
8．3．3 河流养分涡旋
8．4 河口
8．4．1 河口水收支与混合
8．4．2 河口碳循环
8．4．3 河口养分循环
8．5 陆地水体的人类影响
8．5．1 水利设施
8．5．2 富营养化
8．5．3 全球气候变化
8．6 小结
第9章 海洋
9．1 引言
9．2 海洋环流
9．2．1 全球格局
9．2．2 厄尔尼诺（ElNino）现象
9．3 海水的组成
9．3．1 主要离子
9．4 净初级生产量（NPP）
9．4．1 测量
9．4．2 全球格局和估算
9．4．3 水溶性有机质
9．4．4 海洋净初级生产量的归趋
9．5 沉积成岩作用
9．5．1 有机成岩作用
9．5．2 生源碳酸盐
9．6 生物泵：海洋碳循环模型
9．7 海洋养分循环
9．7．1 内循环
9．7．2 大气-海洋氮交換
9．7．3 全球海洋氮收支
9．7．4 磷
9．7．5 海洋养分循环的人类干扰
9．7．6 硅、铁和微量金属
9．8 深海热液口生物群落的生物地球化学
9．9 海洋硫循环
9．10 生物地球化学的沉积记录
9．11 小结

第2篇 全球循环
第10章 全球水循环
10．1 引言
10．2 全球水循环
10．3 水循环模型
10．4 水循环历史
10．5 水循环与气候变化
10．5．1 海平面上升
10．5．2 海冰
10．5．3 陆地水平衡
10．6 小结
第11章 全球碳循环
11．1 引言
11．2 现代碳循环
11．3 碳循环时间演变
11．4 大气甲烷
11．5 一氧化碳
11．6 碳循环和氧循环的耦合
11．7 小结
第12章 全球氮和磷循环
12．1 引言
12．2 全球氮循环
12．2．1 陆地
12．2．2 海洋
12．3 全球氮循环的时间变化
12．4 氧化亚氮
12．5 全球磷循环
12．6 全球生物地球化学循环的耦合关系
12．7 小结
第13章 全球硫和汞循环
13．1 引言
13．2 全球硫循环
13．2．1 全球硫循环的时间演变
13．2．2 大气羰基硫化物收支
13．3 全球汞循环
13．4 小结
第14章 展望

前言/序言

　　这是一本关于地球表面化学的教科书。众多生命所依赖的地球表面现正面临着不断增加的人类活动影响。现有的众多环境问题——从全球变化到海洋酸化，都源于人类活动引起的地球表面化学的变化。我们希望学生们使用这本教科书后能把地球作为一个化学系统来认知其自然功能，并明确引起地球表面化学变化的历史事件，以及明白当前我们星球快速变化的原因。本书融合了从空间物理学到分子生物的多学科和从地球起源到未来数十年的大时间尺度。
　　和前两版一样，本书架构是源于早期Schlesinger教授和近期Bernhardt教授，以及两人在（美国）杜克大学多年教授的生物地球化学课程。根据课程教学大纲，我们将本书分为两部分：第～部分包括了在大气、陆地、淡水水体和海洋中的微生物和化学反应；第二部分包括了一系列的短章节，用于解释笫一部分章节中相关机理及大尺度生物地球化学循环。
　　本书的各个章节都曾在1997年的上一版本中被修订，主要针对淡水和水生生态系统的拓展，包括了基于卫星和模型的地球化学特性全球地图，并提供了针对主要元素和汞生物地球化学循环的全球计量新成果。
　　综观全书，我们注重于那些对生命具有重要作用的元素的化学反应。全球尺度的元素耦合循环源于生物化学。在一些区域，我们表述了计算机模型是如何被用于了解和预测元素循环及生态系统功能的。多数这样的数学模型是源于生物化学及生物化学元素的内部相互作用。数学模型是将小尺度的观测扩展到全球尺度的有效方法。这些数学模型已被基于卫星的观测所证实，尤其是NASA（美国国家航空航天局）的地球观测系统的应用。我们希望这本教科书可以将从微生物学到全球变化生态学的孤立生物地球化学领域联系起来。
　　本书提供了生物地球化学的授课框架。附加的近期阅读文献使一些特别感兴趣的领域或最近研究进展得以进一步的深入。虽然不可能包罗万象，但本书包括了超过4500篇文献，有助于学生和其他希望了解相关领域的人得到较全面的了解。本书具有多学科交叉的特性，因此我们努力提供丰富的章节间相互引用和图表。
　　与本书的第一、第一版一样，我们希望本版能激发新一代学生学习全球变化相关科学的兴趣。放弃不是选择，我们的星球需要大家的共同呵护！

探寻生命与物质的宏大交响：一部聚焦地球系统演化的巨著 书名：地质历史中的生命演进：从太古宙到新生代的地圈与生物圈相互作用 作者：[此处可设想两位或三位该领域资深学者的名字，例如：艾伦·P·布莱克威尔 博士 (Dr. Alan P. Blackwell)；维多利亚·R·汉密尔顿 教授 (Prof. Victoria R. Hamilton)] 出版社：[此处可设想一家权威学术出版社的名称，例如：哈佛大学出版社/剑桥大学出版社学术分部] --- 导言：时间的尺度与生命的足迹 本书深入剖析了地球生命史中至关重要的转折点，聚焦于岩石圈、水圈、大气圈与生物圈之间错综复杂的反馈机制，而非侧重于当代全球变化的定量化学分析。我们旨在为读者构建一幅宏伟的时间画卷，阐释生命是如何在数十亿年的地质进程中，重塑并被地球的物理化学环境所塑造的。本书的视角集中于“深时”（Deep Time）的演化动力学，探讨生命起源初期，到复杂生态系统出现后，地球表层系统所经历的根本性转变。 第一部分：太古宙的黎明与生命的诞生（约40亿年至25亿年前） 本部分考察了地球形成之初，环境的极端性如何催生了最早的生命形式，以及这些生命如何在缺乏自由氧气的环境中，建立了最初的生物地球化学循环。 第一章：前生命世界的化学基础与地壳形成 详细描述了冥古宙和太古宙早期地幔分异、火山活动模式的特点，以及早期海洋的化学组成。重点讨论了热液喷口理论、深层地壳岩石圈与沉积物之间的物质交换速率，以及非生物合成途径在有机分子形成中的作用。分析了早期岩石记录中记录的碳同位素异常（如条带状铁建造BIF的形成机制），并将其与早期微生物群落的代谢活动区分开来的挑战。 第二章：原核生物的主宰与氧化还原革命的酝酿 深入探讨了厌氧微生物的代谢多样性，包括甲烷生成、硫酸盐还原等关键过程。重点分析了光合作用的起源，特别是原始的无氧光合作用。我们详尽考察了叠层石（Stromatolites）作为生物活动的早期证据，对比了不同地区（如西澳大利亚、格陵兰）太古宙沉积盆地的构造背景，以理解早期生命在不同微环境中的适应性。本章强调了地球系统对这些新兴代谢途径的初始响应，而非量化当前温室气体通量。 第二部分：古元古代与“大氧化事件”的冲击（约25亿年至16亿年前） 这是地球历史上环境和生命共同经历的最剧烈的转型期之一。本书侧重于分析氧气产生对全球碳、硫、铁循环的结构性破坏与重组。 第三章：氧气的大规模释放及其全球影响 详细回顾了光合细菌释放的氧气如何首先被海洋中的还原性物质（如溶解的铁和硫化物）消耗。通过沉积物记录分析了“锈蚀期”——海洋中铁的氧化沉淀过程，这导致了我们今天所见到的巨厚BIF的最终停止沉积。本书侧重于阐述氧化还原界面在全球范围内的迁移，如何迫使早期生命进行适应性进化。 第四章：雪球地球的早期证据与环境胁迫 探讨了古元古代中期可能发生的第一次全球性冰期事件（Huronien Glaciation）。我们关注冰期如何通过改变风化速率和海洋环流，间接影响了生物圈的分布和演化压力。分析了冰期结束时，火山CO2积累与岩石圈剥蚀程度之间的反馈机制，以解释全球气候的快速恢复，而非关注现代冰盖的物质平衡。 第三部分：中元古代至新元古代：复杂生命的萌芽与关键的生物圈重组（约16亿年至5.41亿年前） 本阶段的重点是真核生物的出现，以及细胞内共生事件对生物圈能量获取能力带来的质的飞跃，并为寒武纪大爆发奠定基础。 第五章：真核生物的出现与内共生理论的沉积学证据 本章研究了细胞内结构（如线粒体和叶绿体）的形成，以及这一生物学革新对生态系统能量流动的深远影响。我们比较了中元古代沉积物中甾烷生物标志物与更早期生物标志物的变化，论证了真核生物的兴起如何改变了沉积有机质的保存模式。 第六章：成冰纪与“雪球地球”的极热与极冷交替 详细解析了新元古代晚期两次规模空前的全球冰期——Sturtian和Marinoan冰期。本书通过地层学和地球化学探针，重建了冰期对全球生物多样性的筛选作用。重点分析了冰期结束后，富集碳酸盐岩层的沉积背景，以及可能的气候反弹机制。我们着重于解释这些极端气候事件如何为接踵而至的复杂多细胞生命提供了独特的演化温床。 第四部分：显生宙：生命在陆地与海洋中的全面扩张（约5.41亿年前至今） 本部分转向生命在宏观尺度上主导地球表层系统的时期，分析了化石记录中关键的生物大灭绝事件及其对地球化学循环的长期影响。 第七章：古生代：植被的陆地扩张与土壤的形成 探讨了奥陶纪和泥盆纪植物向陆地进军的生物学意义。重点分析了植被根系对风化作用的增强，以及这如何导致海洋中钙、镁和硅酸盐的输入速率改变，从而影响了碳酸盐沉积的平衡。比较了早古生代海洋中碳酸盐岩与硅质岩的比例变化，以示陆地生物圈对海洋化学的反馈。 第八章：古生代末期的超级灭绝与恢复 深入研究了二叠纪末大灭绝事件。我们从地质记录中分析了西伯利亚暗色岩喷发对全球气候和海洋酸化的影响。本书侧重于分析灭绝事件如何“清空”了生态位，为爬行动物的崛起和煤层的形成提供了地质先决条件。关注于生态系统功能恢复的时长和模式，而非二氧化碳排放的详细古气候模拟。 第九章：中生代与新生代：温室、冰室与化石燃料的积聚 考察了恐龙时代的环境特征，特别是白垩纪的“温室海洋”状态，以及海洋氧同位素记录揭示的赤道与两极温差变化。随后，聚焦于新生代，分析了冈瓦纳大陆的漂移如何影响深海环流，以及构造活动（如喜马拉雅造山带的隆升）如何通过加速化学风化，推动了地球气候系统从温室向冰室的转变，并最终导致了第四纪冰期的出现。我们讨论了煤炭、石油和天然气形成过程中的生物化学转化和地质封存机制，将其视为生命活动在特定地质时期积累的产物。 结论：深时视角下的地球系统连续性 本书总结了数十亿年来生命与地球物理环境之间的深层耦合关系。我们强调，理解生命历史的每一次重大飞跃，都需要将其置于特定的岩石圈构造和大气化学背景下进行考察。本书致力于提供一个基于地层、古生物学和沉积地球化学证据的叙事框架，以阐明生命作为地球驱动力的持续作用，而非侧重于利用现代模型预测短期内的化学平衡变化。读者将获得对地球系统作为一个整体、经历漫长演化的深刻认识。

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我最近入手了这本《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》，说是名著，确实有它的道理。翻开它，首先扑面而来的是一种严谨的学术气息，纸张的质感和印刷的精良都让人感觉很舒服，一看就是值得细细品读的。书中关于物质循环的章节，比如碳、氮、磷的生物地球化学循环，讲得极其透彻。它不仅仅是罗列一些化学公式和概念，而是将这些循环置于全球生态系统的宏大背景下进行分析。作者通过大量的实证数据和模型，生动地展现了这些元素如何在地球的各个圈层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）之间流动、转化，以及人类活动对这些循环造成的深刻影响。我尤其对书中关于海洋和陆地生态系统中碳汇的讨论印象深刻，它详细阐述了植物光合作用、土壤有机质积累、海洋溶解二氧化碳等机制，并分析了不同区域碳储量的变化趋势。这让我对地球的“呼吸”有了更直观的理解，也更加认识到维持生态平衡的重要性。虽然书中充斥着专业术语和复杂的图表，但作者的叙述逻辑清晰，循序渐进，即便是对生物地球化学领域稍有了解的读者，也能逐渐跟上思路。它确实是一本能够让你深入理解地球生命支持系统运行规律的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》这本书的阅读过程，对我来说是一次思维的“洗礼”。我一直对地球的过去和未来充满好奇，而这本书正好满足了我这份求知欲。它不仅仅是讲述科学知识，更是一种对地球生命系统运作机制的哲学思考。书中关于“地球化学循环与演化”的章节，让我看到了生命和无机物之间是如何在漫长的地质时期相互作用，共同塑造了我们今天所见的地球面貌。作者从历史的角度出发，分析了地球大气成分的演变、海洋的形成和生物的起源，并将这些宏大的叙事与具体的化学反应和生物过程联系起来。这让我觉得，我们作为地球上的一份子，与地球本身是多么地息息相关。这本书的论述，既有宏观的视角，也有微观的细节，能够让你从一个全新的角度审视地球，审视生命。它是一部能够激发你对地球科学产生浓厚兴趣的优秀作品。

评分☆☆☆☆☆

读完《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》的某些章节，我感觉自己像是置身于一个宏大的实验室内，观察着地球这个巨大的生命体如何在亿万年的时间长河中不断演变。这本书的“全球变化分析”这部分，让我对当今世界面临的环境挑战有了更深刻的认识。作者没有回避那些令人忧虑的现实，比如气候变暖、土壤退化、水资源短缺等，而是深入剖析了这些变化背后的生物地球化学机制。我特别关注了书中关于全球氮循环的文章，它清晰地揭示了人类如何通过化肥生产和燃烧化石燃料，极大地改变了自然界的氮素平衡，进而导致了水体富营养化、大气污染和温室气体排放增加等一系列环境问题。书中提供的案例研究，例如死海地区的藻华爆发，以及河流三角洲的生态破坏，都极具警示意义。同时，作者也探讨了一些潜在的解决方案和未来发展方向，比如可持续农业、生态修复技术等，这给读者带来了一丝希望。这本书的写作风格非常具有前瞻性，它不仅仅是描述问题，更是在探索解决之道，让我觉得非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》给我的感觉，就像是一位经验丰富的向导，带领我在地球科学的浩瀚海洋中航行。书中的内容深度和广度都令人惊叹。我尝试着去理解书中关于“生物地球化学反馈”的论述，这部分内容可以说是全书的精华之一。它详细解释了各种环境变化如何相互影响，形成复杂的反馈回路。例如，气候变暖导致永久冻土融化，释放出大量的甲烷和二氧化碳，这又会进一步加剧气候变暖，形成一个恶性循环。书中对这些反馈机制的描述，运用了大量的数学模型和数据模拟，虽然初读时需要花费一些精力去消化，但一旦理解了，就会觉得茅塞顿开，对地球系统的复杂性有了全新的认识。我尤其欣赏作者在解释这些复杂概念时，能够始终以清晰的逻辑和生动的语言来引导读者，避免了枯燥乏味的学术堆砌。它不仅仅是一本教材，更像是一部关于地球生命系统如何运作的百科全书，每次翻阅都能有新的发现和收获。

评分☆☆☆☆☆

我之前对生物地球化学这个领域了解不多，抱着学习的心态接触了《生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）》。这本书给我最大的感受就是它的前沿性和实用性。书中不仅涵盖了生物地球化学的基本原理，更将这些原理与当前全球面临的环境问题紧密结合，进行了深入的分析。我特别喜欢书中关于“生态系统服务”的章节，它清晰地阐述了生物地球化学过程是如何支撑我们赖以生存的各项生态系统服务的，比如净化空气和水源、调节气候、提供食物和原材料等等。通过对这些章节的学习，我更加深刻地认识到保护自然环境的重要性，也理解了生物地球化学研究的实际意义。书中列举的许多实际案例，比如城市化对土壤结构的影响，以及森林砍伐对水土流失的加剧，都让我对我们所处的世界有了更清醒的认识。这本书的语言风格比较朴实，但内容却极其丰富，能够让非专业读者也逐渐领悟到生物地球化学的魅力。

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书的质量很好，送货也快，价格也便宜

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哎哟，我去一个一个评论

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正版 质量好 值得购买

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生命科学名著 生物地球化学：全球变化分析（原书第3版）好！

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不错的，早想买了，没忍住下手了，好好学一下

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