Biogeochemistry of Trace Elements in the Rhizosphere pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Huang, P. M. (EDT)/ Gobran, George R. (EDT)

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 231.65

装帧:HRD

isbn号码:9780444519979

丛书系列:

图书标签:

• Rhizosphere
• Biogeochemistry
• Trace Elements
• Soil Chemistry
• Plant-Soil Interactions
• Environmental Chemistry
• Geochemistry
• Microbial Ecology
• Nutrient Cycling
• Root Ecology

好的，这是一本关于《海洋沉积物中的地球化学过程》的图书简介，旨在详尽介绍该领域的前沿研究和核心概念，字数约1500字。 --- 图书简介：《海洋沉积物中的地球化学过程》 导言：深海的沉默记录与物质循环的枢纽 海洋，覆盖地球表面超过百分之七十的广袤水域，不仅是气候调节的巨型缓冲器，更是全球物质循环的关键节点。在这片深邃的领域之下，沉积物——海洋的“记忆库”——记录了地球数百万年的气候变迁、地质事件以及生物地球化学活动。《海洋沉积物中的地球化学过程》是一部深入剖析这些海底记录，揭示沉积物内部复杂化学动态的权威著作。 本书的核心目标是构建一个全面的框架，阐释物质（包括金属、非金属元素、有机物和同位素）如何在水体、孔隙水和固体颗粒之间进行迁移、转化和固存。沉积物不仅仅是悬浮物质的被动堆积地，它们是活跃的反应器，驱动着全球碳、氮、磷、硫乃至微量金属的循环。本书将带领读者穿越沉积物柱的深度，理解这些过程的驱动力、速率及其对海洋生态系统和全球地球化学平衡的深远影响。 第一部分：沉积物环境与基础驱动力 本部分奠定了理解沉积物地球化学的基础，重点关注驱动化学反应的环境条件和物质输入。 第一章：沉积物环境的物理化学背景 沉积物环境的独特性在于其梯度性。本书首先系统地介绍了从水-沉积物界面到深层沉积物内部的关键物理化学参数，包括氧化还原梯度、孔隙水流速、pH值、温度和压力的垂直分布特征。我们将探讨这些梯度如何通过生物活动、沉积物堆积速率和地温梯度共同塑造。特别关注氧化还原分带的形成机制，这是控制多数地球化学反应的根本因素。 第二章：物质输入与沉积通量 海洋沉积物中的化学组分来源多样，主要包括陆源输入（河流、风尘）、火山活动、深海热液活动以及海洋生物的生产与沉降。本章详细分析了不同来源物质的地球化学特征和输入通量。重点探讨了生物泵对有机碳和营养盐向深海的输送机制，以及在不同海域（如大陆架、深海平原、俯冲带）输入物质的差异性。理解输入端的变异性，是准确量化沉积物内部循环的基础。 第二部分：关键元素的生物地球化学循环 本部分是本书的核心，聚焦于驱动海洋元素循环的关键生物地球化学过程，详细解析了活性元素与惰性元素在沉积物中的命运。 第三章：碳的循环与矿化过程 碳是海洋生态系统和气候系统中最关键的元素。本章深入探讨了沉积物中有机碳的埋藏、降解与矿化。内容涵盖了好氧呼吸、厌氧呼吸（硝酸盐还原、硫酸盐还原、铁/锰还原）以及最终的甲烷生成（Methanogenesis）过程。我们将运用动力学模型来量化不同矿化途径的效率和速率，并讨论溶解性有机碳（DOC）和颗粒性有机碳（POC）在孔隙水中的转化平衡。 第四章：营养盐的再生与固存：氮、磷与硅 沉积物是重要的营养盐“再生区”。氮循环的复杂性在沉积物中体现得淋漓尽致，包括反硝化作用（Denitrification）、厌氧氨氧化（Anammox）和固定作用（Fixation），这些过程对海洋表层生产力具有决定性影响。磷的地球化学则侧重于铁氧化物、钙质矿物和有机磷的吸附-解吸平衡与溶解-沉淀过程。硅酸盐的溶解速率和其对深海沉积物的贡献也是本章的重要议题。 第五章：微量与痕量金属的迁移与控制 金属元素（如铁、锰、铜、锌、镍等）的地球化学行为受氧化还原条件控制，是沉积物中氧化还原状态的“探针”。本章详细分析了铁和锰的氧化还原循环，探讨了其在沉积物分带中的“淋滤-沉淀”过程。此外，本书还涵盖了金属的吸附/解吸机制（涉及氧化物、氢氧化物、黏土矿物表面配位化学）以及金属的生物有效性及其在食物网中的潜在风险。 第六章：硫的循环与硫酸盐还原 硫酸盐还原菌（SRB）是沉积物中最主要的有机物分解者之一，尤其是在缺氧环境中。本章系统阐述了硫酸盐还原过程（Sulfate Reduction）的机制、速率及其在沉积物中硫化物（包括黄铁矿）的形成与保存。硫化物的生成不仅影响了金属的迁移性，也深刻地影响着沉积物的pH值和氧化还原电位。 第三部分：同位素地球化学与时间解析 沉积物地球化学的研究离不开对同位素的精确定量，这为我们提供了理解物质来源、反应路径和沉积速率的关键工具。 第七章：稳定同位素示踪 本章聚焦于氧（$delta^{18}O$）、碳（$delta^{13}C$）、氮（$delta^{15}N$）和硫（$delta^{34}S$）的稳定同位素分馏效应。我们将展示如何利用这些同位素比值来区分有机质的来源（如陆源与海洋初级生产）、矿化过程的类型（如反硝化与硫酸盐还原）以及古气候信号的重建。重点讲解了特定反应（如甲烷的氧化）在同位素分馏上的特征。 第八章：放射性同位素与时间标定 放射性同位素，特别是U-Th系列同位素和Pb同位素，是确定沉积速率、重建深海记录和示踪物质年代的有力工具。本章详述了这些同位素的衰变链、铅（Pb）在沉积物中的吸附/解吸行为，以及如何利用它们的失衡状态来评估孔隙水中的物质交换速率和沉积物扰动程度。 第四部分：现代挑战与前沿方法 本部分将视角转向当前海洋沉积物地球化学领域面临的挑战，并介绍尖端的技术手段。 第九章：生物扰动与化学传递 海洋生物，如底栖无脊椎动物，通过钻孔、觅食等活动剧烈地扰动沉积物结构，极大地影响了氧化还原界面的深度和物质交换速率。本章详细分析了生物扰动的程度量化（如利用生物标记物或测定酶活性），以及它如何改变了化学物质的有效扩散和反应速率。 第十章：前沿技术与模型构建 本书最后探讨了用于研究沉积物地球化学过程的先进技术，包括原位传感器技术、高分辨率的微电极阵列、X射线吸收光谱（XAS）在解析元素形态上的应用。同时，我们将介绍一维和二维的反应输运模型，如何将复杂的生物地球化学过程整合到数学框架中，以预测和模拟沉积物对未来环境变化的响应。 总结：沉积物作为地球系统的接口 《海洋沉积物中的地球化学过程》旨在成为地质学、海洋学、生物地球化学和环境科学领域研究人员、研究生和专业人士不可或缺的参考手册。它不仅详尽地梳理了沉积物中物质循环的经典理论，更着重于整合现代观测数据和先进的同位素与地球化学技术，展示了海洋沉积物如何作为连接水体、岩石圈和生物圈的动态接口，驱动着地球系统的长期演化。通过对这些深海过程的深入理解，我们可以更准确地评估人类活动对海洋环境的长期影响，并完善全球物质循环模型。

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