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內容簡介

　　《生物地球化學過程與地錶物質循環：西南喀斯特土壤-植被係統生源要循環》是我國一本係統研究西南喀斯特流域土壤-植被係統養分生物地球化學循環的成果專著，介紹瞭作者作為學術帶頭人領導的課題組近年來係統利用同位素與元素地球化學研究手段，並結閤土壤學和生態學的研究理論及思路，對我國西南喀斯特地區主要類型土壤的成土過程，不同類型植被覆蓋土壤中碳、氮、硫、磷及其他金屬礦質養分的分布與循環特徵的研究成果。全書共十二章，內容涉及土壤-植被係統中的生物地球化學過程和微生物地球化學的研究；喀斯特地區風化成土作用的地球化學特徵；大氣氮沉降的苔蘚地球化學記錄；土壤-植被係統的養分循環，重點介紹瞭碳、氮、磷、硫和其他金屬礦質養分在土壤和優勢植物中的分布變化特徵；土壤氮循環與植物適應性；土壤-大氣界麵溫室氣體吸收與釋放；小流域岩石-土壤-植被相互作用與地錶水地球化學。
　　《生物地球化學過程與地錶物質循環：西南喀斯特土壤-植被係統生源要循環》是一本成果專著，也是一本係統介紹地錶圈層物質生物地球化學循環的元素和同位素示蹤的研究理論、方法和思路以及有關研究動態的著作，可供地錶地球化學、喀斯特地理、生態學、植物學和土壤學等學科的研究人員以及高等院校有關專業的師生參考。

作者簡介

　　劉叢強，1955年生，博士，研究員。1982年南京大學學士學位；1984年獲中國科學院地球化學研究所碩士學位；1991年獲日本東京大學博士學位，日本理化學研究所基礎科學特彆研究員；1994年日本國立電氣通信大學化學係副教授；1997年至今任中國科學院地球化學研究所所長。1994年入選中國科學院首批“百人計劃”，1996年獲國傢傑齣青年科學基金。主要社會兼職有：中國礦物岩石、礦物地球化學學會副理事長；貴州省科協副主席。早期主要從事中國東部新生代火山岩研究，成果獲貴州省科學技術進步一等奬(排名第一)；1996年起從事地質流體作用和地錶地球化學過程及其環境效應方麵的研究，有關喀斯特流域物質循環及其生態環境效應的研究成果於2004年獲貴州省科技進步一等奬(排名第一)。1997年國傢攀登計劃項目(A類)“地質液體作用及其成礦效應”首席科學傢，2006年國傢重點基礎研究發展計劃(973計劃)項目“西南喀斯特山地石漠化與適應性生態係統調控”首席科學傢。

目錄

序
前言
第一章 西南喀斯特地質地理與生態背景
引言
第一節 西南地區地質地理特徵
第二節 西南喀斯特地區土壤類型分布
第三節 西南喀斯特地區植被覆蓋與岩石和土壤
第四節 西南喀斯特生態係統石漠化現狀和發生機製
參考文獻
第二章 土壤-植被係統中的生物地球化學過程
引言
第一節 土壤無機組分
第二節 土壤有機組分
第三節 土壤無機地球化學過程
第四節 土壤生物地球化學過程與養分循環
參考文獻
第三章 喀斯特地區風化成土作用的地球化學特徵
引言
第一節 西南喀斯特地區土壤形成條件與特點
第二節 風化成土作用研究概述
第三節 土壤中礦質元素形態研究方法概述
第四節 土壤剖麵礦質養分的分布特點
第五節 土壤物質來源的地球化學示蹤
第六節 喀斯特山地成土方式探討
參考文獻
第四章 大氣氮沉降的苔蘚地球化學記錄
引言
第一節 大氣氮沉降及其植物葉片伊。N指示
第二節 苔蘚的生物學性質及其穩定同位素研究意義
第三節 苔蘚碳、氮同位素對環境條件和大氣氮沉降變化的響應
第四節 石生苔蘚碳、氮含量和碳、氮同位素與貴陽地區大氣氮沉降
參考文獻
第五章 土壤-植被係統碳循環
引言
第一節 土壤碳的生物地球化學循環
第二節 西南喀斯特地區土壤有機碳(SOC)含量變化
第三節 西南喀斯特地區土壤微生物生物量碳
第四節 西南喀斯特土壤-植被碳循環過程的σ13C研究
第五節 土地利用和植被覆蓋變化對喀斯特地區SOC及其σ13C分布的影響
參考文獻
第六章 土壤-植被係統氮循環
引言
第一節 土壤中的氮循環與植物氮吸收
第二節 喀斯特地區土壤氮分布及其控製因素
第三節 喀斯特環境優勢植物氮含量及其同位素組成變化
參考文獻
第七章 土壤-植被係統硫循環
引言
第一節 土壤中硫循環與植物吸收
第二節 喀斯特流域土壤硫的生物地球化學

參考文獻
第八章 土壤-植被係統磷循環
引言
第一節 土壤中的磷循環與植物吸收
第二節 岩石風化與成土過程中磷的地球化學
第三節 石灰岩和砂岩地區土壤磷與植被養分組成
參考文獻
第九章 土壤-植被係統金屬礦質養分循環
引言
第一節 金屬礦質養分的植物營養作用與生物地球化學循環
第二節 喀斯特地區土壤金屬礦質養分分布特點
第三節 喀斯特植物金屬礦質養分的組成特徵
第四節 喀斯特土壤-植物界麵鍶循環的同位素研究
參考文獻
第十章 土壤氮循環與植物適應性：花椒與杉木的對比研究
引言
第一節 植物利用氮的策略和氮的生物地球化學循環
第二節 氮同位素組成與氮的生物地球化學循環
第三節 杉木和花椒選擇吸收NH+4和NO-3的證據
第四節 植物氮利用策略的環境效應
第五節 共生菌對氮循環和σ15N值的影響
參考文獻
第十一章 土壤-大氣界麵溫室氣體吸收與釋放
引言
第一節 土壤溫室氣體産生、釋放與生物地球化學作用
第二節 黔中地區不同生態係統土壤溫室氣體釋放通量
第三節 黔中地區不同生態係統土壤溫室氣體濃度剖麵變化
參考文獻
第十二章 小流域岩石-土壤-植被相互作用與地錶水地球化學
引言
第一節 黔南和黔東南地區地質地理與生態背景
第二節 水化學組成對流域岩石-土壤-植被界麵作用的響應
第三節 養分同位素組成變化對流域岩石-土壤-植被相互作用的響應
參考文獻

精彩書摘

　　（二）西南喀斯特石漠化現狀
　　石漠化已經成為西南喀斯特地區最大的生態問題。為掌握西南喀斯特石漠化分布狀況與形勢，自2003年以來，國內開展瞭兩次大規模的調查活動，基本摸清瞭西南喀斯特石漠化的分布現狀和特徵。一是中國地質科學院岩溶地質研究所2003～2005年在承擔國土資源大調查項目“西南岩溶地區地下水與環境地質調查”時，利用遙感技術查明瞭西南岩溶區石漠化分布現狀和特徵，劃分瞭石漠化的程度等級，研究瞭石漠化的成因、影響因素和發展演化趨勢。項目區域為100萬km2的西南喀斯特區，喀斯特麵積60萬km2；二是國傢林業局2004～2005年采用地麵調查與遙感技術相結閤、以地麵調查為主的技術方法開展的大規模西南喀斯特石漠化監測工作，監測區總麵積107.14萬km2，監測區內喀斯特麵積為45.10萬km2。兩次大調查範圍大緻相同，但也有一些差異（如後者包括瞭紅河以西地區），加之調查方法和調查時段的差異，得齣的相關數據也有一些不同。但兩次大調查的結果都顯示瞭西南喀斯特石漠化形勢的嚴峻性。
　　中國地質科學院調查結果錶明，工作區內石漠化麵積達105 063.2km。，占齣露碳酸鹽岩區麵積的25.06％。其中，輕度石漠化麵積為39 974.47km。，中度石漠化麵積為39 155.97km2，重度石漠化麵積為25 932.79km2。石漠化主要發生在雲南、貴州和廣西三省區，總麵積約為88 091.70km2，占總石漠化麵積的83.85％。其中，貴州省石漠化麵積為約3.3萬km2，雲南省石漠化麵積為2.8萬km2，廣西壯族自治區石漠化麵積約為2.7萬km2。該研究還開展瞭20世紀80年代末至90年代末石漠化演變調查，結果錶明，十年來，區內石漠化麵積從82 942.65km2增加到105 063.2kin2，平均每年增加1 650.26km2，年平均增長率為2％。石漠化演變呈局部好轉、總體惡化的趨勢。

前言/序言

　　地球近地錶環境，也稱為地球臨界帶或關鍵帶（The Earth’s Critical Zone）維持瞭幾乎所有陸地生物的生存。人類生存和社會發展的快速需求促進瞭人們對這一地錶和近地錶環境中各種過程的研究和理解。地球臨界帶是一個固體地球和流體之間的動力界麵，受復雜而廣泛的物理、化學和生物過程的共同控製。由地球內部能量驅動的各種地質與構造運動改變地錶環境，由大氣和水圈驅動的風化作用控製土壤形成和侵蝕以及地錶岩石的化學風化，由重力驅動的流體運動確定瞭地錶地形地貌和地錶物質的重新分配，由對養分的需求驅動的生物活動控製瞭土壤、岩石、大氣和水之間的化學循環。因此，對地球臨界帶的綜閤研究被地質學傢、生物學傢、土壤學傢和水文學傢們認為是最為核心的研究領域之一。研究的核心內容有：在不同時間尺度上控製碳及其他物質循環和通量的各種過程；營養生態係統的過程在人類和地質時間尺度上的變化規律；生物地球化學過程控製土壤和水的長期持續性的機理；化學和物理風化的變化影響地球臨界帶的形式和特徵。
　　土壤圈是地球臨界帶的主體，因此地球臨界帶研究的核心科學問題也就構成瞭現代土壤科學的主要研究內容，並成為目前世界土壤科學界的優先研究領域。曆史上，土壤科學發展經曆瞭從具有地質學根基的學科到應用農業和環境學科，並經過地球臨界帶的研究又發展到生物和地質科學的交叉學科的螺鏇麯摺道路。現代土壤科學的研究內容具有更豐富、廣泛、集成、分析和定量特點。當前土壤科學麵臨的一個重要挑戰是多學科的交叉研究。學科的交叉包括經典土壤科學的分支學科之間的交叉，如土壤化學、土壤物理學、土壤生物學、土壤礦物學、土壤學之間的相互閤作。更重要的是通過引進其他學科，如微生物學、水文學、生態學、環境科學、地球化學、地質學、大氣科學的知識和研究手段及理論，提高土壤科學解決問題的能力。
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