Biological Soil Crusts pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Belnap, Jayne (EDT)/ Belnap, Jayne/ Lange, O. L.

出品人:

页数:503

译者:

出版时间:

价格:842.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9783540437574

丛书系列:

图书标签:

• Soil crusts
• Biological soil crusts
• Desert ecology
• Arid ecosystems
• Soil microbiology
• Soil science
• Biocrusts
• Ecosystem ecology
• Land degradation
• Restoration ecology

《土壤微生物群落结构与生态功能》 图书简介 本书深入探讨了土壤微生物群落的复杂结构、动态变化及其在维持全球生态系统健康中扮演的关键生态功能。全书内容聚焦于土壤微生物的种群组成、功能多样性、群落相互作用、以及环境因子（如气候变化、土地利用、污染胁迫）对其动态的影响机制。通过整合最新的宏基因组学、代谢组学和同位素示踪技术，本书旨在为读者提供一个全面且深入的理解框架，以解析土壤生态系统中看不见的生命活动如何驱动物质循环和能量流动。 第一部分：土壤微生物群落的基础理论与组学解析 本部分首先界定了土壤微生物生态学的基本概念，包括土壤作为微生物栖息地的独特性质，如多孔隙结构、复杂的化学梯度和多样的生物相互作用网络。随后，重点介绍了现代分子生物学工具在解析土壤微生物群落结构中的应用。 第一章：土壤微生物组的结构解析 详细阐述了利用高通量测序技术（16S rRNA基因、宏基因组学）来描述土壤微生物的系统发育多样性和功能潜力。内容涵盖了样本采集、DNA提取的标准化流程，以及生物信息学分析的关键步骤，包括物种注释、功能基因预测（如KEGG通路映射）和生物地理学分析。重点讨论了如何从海量数据中识别关键的功能群落（keystone taxa）及其在不同土壤类型中的分布模式。 第二章：微生物群落功能多样性与代谢网络 超越传统的分类学视角，本章深入探讨了微生物群落的功能多样性。通过宏转录组学和宏蛋白组学数据，揭示了在特定环境条件下哪些代谢途径是活跃的。书中构建了土壤微生物群落的代谢网络模型，分析了不同微生物物种之间通过代谢产物交换、互利共生或拮抗竞争所形成的复杂交互关系。特别关注了碳、氮、磷循环关键酶基因的丰度和活性变化。 第三部分：关键生态过程中的微生物驱动力 本部分聚焦于土壤微生物在地球关键生物地球化学循环中的核心作用，并详细阐述了调控这些过程的环境因子。 第三章：碳循环的调控：有机质的分解与稳定 系统回顾了土壤有机质（SOM）的来源、组成和性质。重点分析了微生物如何通过分泌胞外酶（如纤维素酶、漆酶、蛋白酶）来分解复杂的植物残体，并探讨了不同微生物群落对难降解有机质（如木质素）转化的贡献。书中还引入了“微生物回拨”概念，讨论了微生物死亡后形成的微生物量（Microbial Biomass）对土壤碳库稳定性的长期影响。 第四章：氮素循环的微生物学基础与环境挑战 本章全面覆盖了氮循环的各个关键步骤，包括固氮、氨化、硝化、反硝化和氮素气体排放。详细解析了参与这些过程的关键微生物类群（如固氮菌 Rhizobium 和 Azotobacter，硝化细菌 Nitrosomonas 和 Nitrobacter）。结合当前农业集约化和气候变暖的背景，探讨了人为干扰（如化肥施用）如何驱动氮循环失衡，导致温室气体（N₂O）的过度释放。 第五章：水循环与土壤团聚体的形成 探讨了微生物活动在改善土壤物理性质，特别是结构稳定性和持水能力方面的作用。内容聚焦于胞外聚合物（EPS）的产生及其作为“土壤胶水”的角色，如何促进微团聚体和宏团聚体的形成。通过案例研究，说明健康的微生物群落如何增强土壤对干旱胁迫的抵抗力。 第三部分：环境变化与微生物群落的响应 本部分着眼于全球变化背景下，土壤微生物生态系统面临的压力和反馈机制。 第六章：气候变化对土壤微生物组的长期影响 分析了温度升高和降水模式改变对土壤微生物群落结构和功能的直接与间接影响。通过对长期气候模拟实验（LTERs）数据的综合分析，揭示了土壤呼吸速率的改变、微生物群落“向暖”适应的演化趋势，以及微生物与植物根际相互作用（Rhizosphere）在碳释放中的潜在反馈机制。 第七章：污染物的生物修复与微生物群落的适应 详细介绍了土壤中持久性有机污染物（POPs）和重金属的生物地球化学行为。重点阐述了微生物在生物降解、生物吸附和生物固定等修复技术中的应用潜力。书中通过对污染场地微生物组的演化研究，揭示了微生物在应对高毒性环境压力时展现出的遗传可塑性和功能冗余性。 第八章：人为干扰与土壤健康指标 本章探讨了土地利用方式（如休耕、集约化耕作、植被恢复）对土壤微生物群落多样性和功能性的深远影响。提出了利用微生物群落的结构指标（如Shannon指数、功能基因丰度比）和生态学指标（如群落稳定性、功能冗余度）作为评估土壤健康和退化程度的生物标志物。 结语：土壤微生物生态学的前沿挑战与未来展望 总结了当前研究中的主要未解之谜，例如微生物间的能量传递机制、土壤微生物群落对非生物胁迫的快速响应机制，以及如何将实验室发现转化为可操作的土地管理实践。本书展望了单细胞基因组学、原位成像技术等新兴技术在未来土壤生态学研究中的巨大潜力。 本书内容严谨、数据详实，是土壤生态学、微生物学、环境科学、农业科学及生态工程领域研究人员和高年级学生的必备参考书。

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