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《环境生物技术原理与应用》共分5篇20章，第一篇介绍了环境生物技术在污水和固体废物处理中的应用，包括处理方法、原理及处理工艺；第二篇悬关于生物技术在生态保护与恢复方面的应用；第三篇介绍了如何利用生物技术治理环境、预防污染；第四篇从能源角度，重点介绍了利用生物技术制取氢、醇和烷，以及生物燃料电池的原理、反应器构造和发展前景；第五篇是生物技术在环境资源上的利用，主要以微生物为主，讲解了利用资源的方法和途径。《环境生物技术原理与应用》内容丰富，通过图文清楚的讲解了生物技术的基础理论、各领域的应用方法、技术原理以及工艺流程，较全面地涵盖了环境生物技术的相关内容，适宜作为环境科学与工程、生物科学与工程、化学和农学等相关专业的高年级本科生的教材与教学参考书，也适合作为研究生及博士生的研究资料。
现代农业科学进展：聚焦可持续发展与创新技术 导言：迎接农业生产的时代变革 当今世界，全球人口持续增长，对粮食安全提出了前所未有的挑战。与此同时，气候变化、资源短缺以及环境保护的压力，迫使传统农业模式进行深刻的转型。我们正站在一个关键的十字路口：如何以更少的投入获取更高的产量，同时确保生态系统的健康和农业生产的可持续性？《现代农业科学进展：聚焦可持续发展与创新技术》一书，正是在这样的时代背景下应运而生，旨在系统梳理和深入探讨指导未来农业发展的核心理念与尖端技术。 本书并非关注生物技术在特定领域的应用，而是从宏观的农业系统科学角度，审视如何通过整合多学科知识，构建一个更具韧性、效率和环境友好型的农业生态系统。全书的基调是务实与前瞻并重，力求为农业科学家、政策制定者、农业工程师以及对未来农业感兴趣的读者提供一个全面而深刻的视角。 第一部分：可持续农业的理论基石与系统构建 本部分致力于奠定理解现代农业转型的理论框架。我们首先深入剖析了“可持续性”在农业语境下的多维度含义，涵盖了生态平衡、经济可行性和社会公平性。 第一章：全球粮食安全与生态承载力的博弈。 探讨了当前全球粮食供需的紧张态势，特别是新兴经济体对蛋白质和高附加值农产品的需求激增。重点分析了传统集约化农业模式对土壤结构、水资源和生物多样性的负面影响。引入了“生态承载力”的概念，强调农业生产必须在自然生态系统的自我修复能力范围之内进行。 第二章：农业生态系统的动态管理。 现代农业不再是孤立地看待作物或牲畜，而是将其视为一个复杂的、相互关联的生态系统。本章详细阐述了生态系统服务（如授粉、养分循环、病虫害自然控制）在农业生产中的价值，并提出了量化评估这些服务的方法论。重点研究了如何通过优化农田景观设计，增强生态系统的稳定性和生产的稳定性。 第三章：气候智能型农业（CSA）的原则与实践。 气候变化是农业面临的最大外部冲击之一。本章详细解读了CSA的三大支柱：提高生产力与收入、增强适应能力、减少温室气体排放。内容涵盖了气候风险评估模型、区域气候情景预测在农业规划中的应用，以及建立抗旱、耐涝作物品种的育种策略。 第二部分：创新技术驱动的精准生产 本书的第二部分聚焦于一系列颠覆性技术的集成应用，这些技术正从根本上改变我们管理农田、投入资源的方式。 第四章：高精度环境监测与数据驱动决策。 现代农业的基石是数据。本章全面介绍了遥感技术（卫星、无人机）、地面传感器网络（IoT）和土壤水分/养分监测仪器的最新进展。重点讨论了如何将海量异构数据（气象、土壤、作物生理、历史产量）整合到云端平台，并通过先进的算法进行分析，从而实现“变量施肥、变量灌溉”的精细化管理。 第五章：机器人技术与农业自动化。 劳动力短缺是许多发达国家和地区面临的严峻问题。本章详尽介绍了用于播种、植保和收获的智能机器人系统。从路径规划算法到机器视觉在杂草识别与定向喷药中的应用，详细解析了自动化如何提高作业效率并减少化学品的使用剂量。 第六章：水资源管理与高效灌溉工程。 鉴于淡水资源的日益稀缺，高效水肥一体化技术成为关键。本章详细介绍了滴灌、微喷灌等技术的工程优化，以及如何结合土壤水势感应和蒸散量模型，实现灌溉的“按需供给”，最大限度地提高水分利用效率，同时避免地下水过度抽取。 第七章：农田土壤健康与碳封存技术。 土壤是农业的命脉。本章不再局限于传统的土壤改良剂使用，而是深入探讨了基于微生物群落管理的土壤健康方案。内容包括免耕/少耕技术对土壤团聚体的改善作用、覆盖作物轮作对土壤有机质积累的贡献，以及农业实践在固碳减排中的潜力分析。 第三部分：新型作物与高效养分利用策略 本部分关注于提升作物本身的潜能以及优化作物生长过程中的营养供应。 第八章：作物新品种选育的分子育种前沿。 聚焦于利用基因组学和表观遗传学工具，加速培育高产、优质、抗逆性强的作物品种。讨论了基因编辑技术在精确改良作物性状中的伦理考量与技术路径，以及如何利用群体基因组学加速适应本地环境的品种改良。 第九章：生物投入品与微生物技术在作物营养中的应用。 强调减少化肥依赖的重要性。本章系统梳理了生物固氮菌、溶磷菌等功能性微生物肥料的作用机制。详细介绍了植物生长促进根际微生物（PGPR）如何通过调节植物激素水平、提高养分吸收效率来增强作物健康。 第十章：设施农业与受控环境农业（CEA）的工程优化。 针对高价值作物或特定季节性生产需求，本章探讨了现代温室、垂直农场的系统集成。内容包括LED光谱调控对光合作用效率的影响、气培和水培系统的营养液循环优化，以及如何利用先进的HVAC系统实现能源消耗的最优化管理，打造低碳的食物生产空间。 结语：面向未来的农业生态经济学 全书最后一部分将视角提升到宏观的经济与政策层面。探讨了如何通过市场激励机制（如绿色补贴、碳积分交易）引导农户采纳可持续实践。同时，分析了从田间到餐桌的供应链优化，减少收获后损失（Post-harvest Loss），以及消费者教育在推动可持续农业发展中的核心作用。 《现代农业科学进展：聚焦可持续发展与创新技术》力求提供一个综合性的框架，指导读者理解和实践一个既能满足人类发展需求，又能与地球生态和谐共存的未来农业图景。本书的深度与广度，使其成为农业领域研究人员和实践者不可或缺的参考工具。
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