Introduction to Soil Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Daniel Hillel

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:1982-03-14

价格:USD 112.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780123485205

丛书系列:

图书标签:

土壤物理
土壤学
物理学
土壤水分
土壤力学
土壤热力学
土壤通气
土壤结构
农业科学
环境科学

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具体描述

This book is a unified, condensed, and simplified version of the recently issued twin volumes, Fundamentals of Soil Physics and Applications of Soil Physics. Nonessential topics and complexities have been deleted, and little prior knowledge of the subject is assumed. An effort has been made to provide an elementary, readable, and self-sustaining description of the soil's physical properties and of the manner in which these properties govern the processes taking place in the field. Consideration is given to the ways in which the soil's processes can be influenced, for better or for worse, by man. Sample problems are provided in an attempt to illustrate how the abstract principles embodied in mathematical equations can be applied in practice. The author hope that the present version will be more accessible to students than its precursors and that it might serve to arouse their interest in the vital science of soil physics.

《现代土壤学：从微观到宏观的综合探究》作者：约翰·A·史密斯 (John A. Smith)，玛丽·L·琼斯 (Mary L. Jones) 出版社：环球科学出版社 (Global Science Press) 出版年份： 2023年 --- 内容简介《现代土壤学：从微观到宏观的综合探究》是一部旨在为土壤科学领域的研究人员、高级本科生和研究生提供全面、深入且前沿知识的综合性专著。本书摒弃了传统教材中对单一学科分支的碎片化处理方式，而是采用一种系统论和跨学科整合的视角，系统阐述了土壤这一复杂系统的物理、化学、生物学特性及其在地球圈层间的相互作用机制。本书结构严谨，逻辑清晰，共分为五大部分、二十章，内容涵盖了从土壤形成的地质历史背景到其在全球生态系统服务中的关键作用。我们重点关注了新近十年内土壤科学领域取得的突破性进展，特别是与气候变化、可持续农业和环境修复相关的研究热点。 --- 第一部分：土壤的起源、分类与环境背景（Foundations: Genesis, Classification, and Environmental Context）本部分奠定了理解现代土壤学的理论基础。第一章：土壤的形成过程与时间尺度（Soil Genesis and Timescales）：深入探讨了成土母质的物质组成、风化作用的速率方程，并引入了“成土年龄谱系”的概念，分析了不同地质年代形成的土壤在剖面结构和化学稳定性上的差异。重点比较了热带与温带地区成土过程的驱动力差异。第二章：全球土壤分类系统（Global Soil Classification Systems）：全面解析了世界土壤参考基准（WRB）的最新修订，并将其与美国土壤分类法（Soil Taxonomy）和中国土壤分类系统进行了详细的交叉对比。讨论了土壤分类在资源管理决策中的实用价值，强调了“土壤地貌学”（Pedogeomorphology）在识别区域土壤差异中的作用。第三章：土壤在生物地球化学循环中的位置（Soil's Role in Biogeochemical Cycles）：本章超越了传统的碳、氮循环描述，引入了“土壤矿物-微生物-有机质”三元相互作用模型，量化了土壤作为主要储库在全球碳汇、磷循环稳定性和氮素淋失风险中的动态平衡。 --- 第二部分：土壤的物理结构与水力过程（Physical Architecture and Hydrological Dynamics）本部分侧重于土壤的物理骨架，强调结构稳定性与水-气传输的复杂性。第四章：土壤结构的三维表征（3D Characterization of Soil Structure）：详细介绍了X射线断层扫描（X-ray Tomography）和聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）在解析土壤团聚体内部孔隙网络几何形态上的应用。引入了“孔隙网络连通性指数”（Pore Network Connectivity Index, PNCI）的概念，用于评估水气传输的各向异性。第五章：水在土壤中的传输机制（Water Transport Mechanisms in Soil）：摒弃了简化的达西定律模型，重点探讨了在非饱和、多孔介质中，毛细力、重力与土壤水势（Soil Water Potential）的非线性耦合。讨论了土壤水分特征曲线（SWCC）在极端干旱和淹水条件下的模型适用性边界。第六章：土壤温度场与能量平衡（Soil Thermal Regime and Energy Balance）：分析了土壤表面反照率、热容与热扩散系数的季节性变化。重点研究了地表覆盖物对土壤热通量的调控，并探讨了深层土壤温度变化对区域气候反馈机制的影响。第七章：土壤空气动力学与气体交换（Soil Aerodynamics and Gas Exchange）：探讨了土壤孔隙中的气体扩散系数受孔隙度、湿度和压力梯度共同影响的复杂机制。分析了温室气体（如甲烷和一氧化二氮）在土壤-大气界面上的微尺度传输过程。 --- 第三部分：土壤的化学组分与界面反应（Chemical Composition and Interface Reactions）本部分深入探讨了土壤中物质的溶解、吸附和离子交换现象。第八章：土壤矿物学与表面化学（Soil Mineralogy and Surface Chemistry）：聚焦于纳米级矿物晶体（如铁铝氧化物、蒙脱石）的结构缺陷与表面电荷分布。详细介绍了表面络合模型（Surface Complexation Models）在预测重金属离子吸附行为中的应用。第九章：土壤有机质的结构、稳定性与转化（Soil Organic Matter: Structure, Stability, and Transformation）：运用固态核磁共振波谱（Solid-State NMR）技术解析腐殖酸和富里酸的分子结构。引入了“活性有机碳库”的概念，并基于动力学模型评估了不同耕作方式下有机质的周转速率。第十至十二章：土壤营养元素迁移与循环（Nutrient Migration and Cycling）：第十章：磷素的固定与生物有效性：侧重于磷在酸性和碱性土壤中的化学沉淀机制，以及微生物介导的磷矿化过程。第十一章：氮素的硝化、反硝化与氨挥发：详细分析了微生物群落对不同氮素转化速率的调控，并引入了“氮素损失风险指数”（N-Loss Risk Index）。第十二章：微量元素与污染物行为：探讨了硒、镉、砷等微量元素在土壤中的化学形态转化，重点分析了氧化还原电位（Eh）对污染物毒性的控制作用。 --- 第四部分：土壤生物学与生态功能（Soil Biology and Ecosystem Function）本部分将焦点从非生命物质转移至土壤生态系统的生命活动。第十三章：土壤微生物群落结构与功能基因（Soil Microbial Community Structure and Functional Genes）：采用宏基因组学（Metagenomics）和靶向代谢组学方法，解析了土壤微生物群落对环境胁迫（如盐渍化）的响应机制。第十四章：土壤动物与生态系统工程师（Soil Fauna and Ecosystem Engineers）：评估了蚯蚓、白蚁等土壤动物对土壤团聚体形成、垂直异质性构建和有机质分解的量化贡献。第十五章：植物-土壤-微生物相互作用（Plant-Soil-Microbe Interactions, PSM）：深入研究了根际效应（Rhizosphere Effect），特别是根系分泌物如何重塑根际微环境的化学性质和微生物群落结构，从而影响养分吸收效率。第十六章：土壤健康与生态系统服务（Soil Health and Ecosystem Services）：建立了衡量土壤健康的多指标体系，量化了健康土壤在提供水净化、生物多样性维持和碳固存等关键生态系统服务中的经济价值。 --- 第五部分：土壤管理、修复与前沿技术（Management, Remediation, and Frontier Technologies）本部分聚焦于将理论知识应用于实际问题的解决。第十七章：精准农业与土壤空间变异性管理（Precision Agriculture and Spatial Variability Management）：介绍了遥感、地理信息系统（GIS）和土壤电导率（EC）传感技术在绘制土壤水分、养分和结构空间异质性图谱中的应用。第十八章：可持续土壤耕作系统（Sustainable Tillage Systems）：综合分析了免耕、保护性耕作对土壤团聚体稳定性、水入渗速率和长期碳动态的影响，并结合区域气候模型进行了未来情景预测。第十九章：土壤污染的生物修复与地球化学阻控（Bioremediation and Geochemical Immobilization of Contaminants）：详细对比了植物修复、微生物修复和稳定化/固化技术的适用性，特别是针对持久性有机污染物（POPs）和重金属的多介质协同修复策略。第二十章：未来展望：土壤数据科学与模拟（Future Outlook: Soil Data Science and Modeling）：探讨了机器学习（Machine Learning）在预测复杂土壤过程（如污染物迁移、作物产量潜力）中的应用，展望了高通量表型组学在土壤科学中的潜在价值。 --- 特色与创新点本书的显著特点在于其跨尺度整合能力和对前沿技术的采纳。它不仅提供了坚实的经典理论框架，更大量纳入了近年来基于高分辨率成像技术、同位素示踪和组学分析所获得的微观机制数据。本书强调土壤是一个动态的、相互连接的系统，旨在培养读者运用多学科工具解决复杂土壤环境问题的能力。书后附有详尽的“关键实验技术操作指南”，为研究生提供实用的方法论参考。