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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。
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