近海生物地球化學(xué)的基本原理

前言

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)日新月異，知識(shí)經(jīng)濟(jì)方興未艾，綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。面對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，立足國(guó)情，我國(guó)只能走建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的發(fā)展道路，把提高自主創(chuàng)新能力作為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式、提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的中心環(huán)節(jié)。而科技和人才，特別是創(chuàng)新人才是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和提高自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。實(shí)施科教興國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)，高等學(xué)校肩負(fù)著重大歷史使命。教育大計(jì)，人才為本。人才問(wèn)題，始終是高等學(xué)校改革與發(fā)展的核心問(wèn)題和頭等大事。加快建設(shè)高等學(xué)校高層次人才隊(duì)伍，努力培養(yǎng)和造就一批在國(guó)際上有重要影響的學(xué)術(shù)大師、戰(zhàn)略科學(xué)家和學(xué)科帶頭人，是發(fā)展我國(guó)高等教育事業(yè)的必然要求，也是關(guān)系社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)全局的重要任務(wù)。為貫徹落實(shí)科教興國(guó)和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，推進(jìn)我國(guó)高等學(xué)校高層次人才隊(duì)伍建設(shè)，教育部與香港李嘉誠(chéng)基金會(huì)于1998年共同啟動(dòng)了“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”。該計(jì)劃自實(shí)施以來(lái)，在黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視和關(guān)心下，在國(guó)家財(cái)政等有關(guān)部門、高等學(xué)校和社會(huì)各界的大力支持下，取得了顯著成效，在海內(nèi)外引起了強(qiáng)烈反響。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧評(píng)價(jià)“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”是“一個(gè)非常了不起的壯舉”，“是20世紀(jì)末21世紀(jì)初中囤實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)”。

內(nèi)容概要

本書(shū)在陸-海相互作用的框架范圍之下，分析陸地上積水盆地中的風(fēng)化作用特點(diǎn)以及與之相伴的重要化學(xué)反應(yīng)類型對(duì)元素遷移的不同貢獻(xiàn)；近海生態(tài)系統(tǒng)中生源要素、痕量元素、穩(wěn)定和放射性同位素的生物地球化學(xué)循環(huán)的重要過(guò)程與影響因素的甄別?？紤]到學(xué)生的復(fù)雜專業(yè)背景，在書(shū)中將與海洋生物地球化學(xué)相關(guān)的一些重要基礎(chǔ)知識(shí)與技術(shù)進(jìn)行了回顧，目的在于學(xué)生可利用書(shū)中介紹的比較實(shí)際的方法進(jìn)行研究工作。本書(shū)在海洋學(xué)這一廣闊的學(xué)科領(lǐng)域中著重介紹在近海環(huán)境中的生物地球化學(xué)的基本科學(xué)問(wèn)題與近期的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)進(jìn)行過(guò)程研究和將研究成果的定量化。另外，在每一章的后面都提供研究成果作為實(shí)例，便于學(xué)生理解。    本書(shū)可作為高年級(jí)本科生與研究生的教學(xué)用書(shū)，也可供專業(yè)人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章 基礎(chǔ)知識(shí)的回顧  一、物理化學(xué)部分  二、儀器分析部分  三、應(yīng)用舉例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第二章 物質(zhì)的成分與結(jié)構(gòu)分析  一、物質(zhì)成分的測(cè)定  二、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與形態(tài)分析  三、實(shí)驗(yàn)室安全工作的規(guī)則  四、實(shí)用舉例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第三章 集水盆地的風(fēng)化-侵蝕過(guò)程與化學(xué)元素的行為  一、風(fēng)化作用中化學(xué)反應(yīng)的基本類型  二、物質(zhì)抵御風(fēng)化的能力與次生礦物組合  三、土壤的分帶與風(fēng)化殼的垂直結(jié)構(gòu)  四、風(fēng)化殼中元素的遷移與生物有效性  五、流域盆地的地表水中化學(xué)元素的來(lái)源  六、地表水中的主要化學(xué)成分特點(diǎn)  七、研究實(shí)例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第四章 生物地球化學(xué)的研究框架與基本方法  一、陸架區(qū)的沉積物  二、地表河流物質(zhì)輸送的差異  三、控制陸架區(qū)元素生物地球化學(xué)循環(huán)的主要因素  四、陸架區(qū)的生物地球化學(xué)環(huán)境  五、簡(jiǎn)單的生物地球化學(xué)模型  六、沉積物中化學(xué)成分的分析  七、研究實(shí)例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第五章 營(yíng)養(yǎng)鹽與痕量元素  一、化學(xué)元素的水平與垂直分異  二、化學(xué)元素在陸架區(qū)的遷移  三、河口  四、近岸的瀉湖  五、其他的濕地  六、研究實(shí)例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第六章 穩(wěn)定同位素  一、碳  二、氧  三、硫  四、氮  五、硅  六、研究實(shí)例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第七章 放射性同位素  一、放射性同位素的衰變與子核的增加  二、Rb-Sr同位素衰變  三、Sm-Nd同位素衰變  四、210Pb  五、14C  六、137Cs  七、226Ra與228Ra  八、7Be  九、234Th與228Th  十、239Pu與240Pu  十一、研究實(shí)例  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目第八章 近海的環(huán)境資源和人文活動(dòng)  一、流域盆地的人文活動(dòng)與物質(zhì)向海洋的輸運(yùn)  二、影響近海生態(tài)系統(tǒng)健康的一些因素  三、近海環(huán)境中的污染和控制  四、一個(gè)長(zhǎng)久的挑戰(zhàn)  五、環(huán)境物語(yǔ)  本章小結(jié)  主要課外參考書(shū)目主要參考文獻(xiàn)其他課外參考書(shū)目后記與致謝

章節(jié)摘錄

插圖：（二）元素的水平分布特點(diǎn)在受到陸源物質(zhì)輸入顯著影響的近海地區(qū)，化學(xué)物質(zhì)的水平分布常常出現(xiàn)季節(jié)性的變化。通常，近岸地區(qū)的水體中元素的濃度較高，在鋒區(qū)（例如：河口鋒）附近元素的濃度會(huì)產(chǎn)生顯著的變化梯度，這種鋒區(qū)的存在亦會(huì)限制物質(zhì)發(fā)生穿越鋒面的交換，亦即形成一個(gè)相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)鹽或痕量元素的“鋒區(qū)”（Muller，et a1.，1994）。此外，在水平方向上，陸架區(qū)的水體中元素的分布具有斑塊性的特點(diǎn)，不同性質(zhì)的水團(tuán)在營(yíng)養(yǎng)鹽與痕量元素的濃度與分布特點(diǎn)上往往具有明顯的差別。相應(yīng)地，化學(xué)元素在近海的底沉積物中的分布亦顯示出相應(yīng)的分帶性?？傮w的趨勢(shì)是近岸地區(qū)化學(xué)元素的濃度較高，而向陸架深處沉積物中的元素濃度下降，并接近其地球化學(xué)背景或克拉克值，那里的沉積物多是史前末次冰期（即：海平面下降）中陸源物質(zhì)堆積的場(chǎng)所，部分或全部地被問(wèn)冰期（即：海平面上升）的生物碎屑與細(xì)顆粒沉積所覆蓋。元素的分帶在河口／三角洲外側(cè)表現(xiàn)尤為明顯。此外在陸架區(qū)，沉積物中的元素分布因明顯地受到沉積物的粒度與礦物學(xué)組成的變化的影響而具有斑塊狀的特點(diǎn)，并與水動(dòng)力的格局（例如：環(huán)流）相適應(yīng)。在中國(guó)海，通常細(xì)顆粒沉積物分布的地區(qū)具有較高的痕量元素濃度。我國(guó)的東海是世界上發(fā)育最好的陸架之一，其中長(zhǎng)江口外的陸架寬度可達(dá)500～600 km。在內(nèi)陸架一側(cè)有長(zhǎng)江、錢塘江與閩江等河流攜帶大量的淡水與懸浮物質(zhì)進(jìn)入東海，其中平均淡水徑流量為1.0×1012m3／a，懸浮物質(zhì)為0.5×109t／a。圖5-2中描繪了東海陸架表層水中營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素、懸浮物質(zhì)的含量隨著與海岸（例如：長(zhǎng)江口）之間距離的變化而發(fā)生的變化（Zhang，2002）。圖5-3中則描述了這些營(yíng)養(yǎng)鹽之間相應(yīng)的比值。

后記

本書(shū)付梓之際，已至2008年的歲末。透過(guò)位于麗娃河邊的河口海岸大樓五層的窗戶，外面陰晦的天空中開(kāi)始飄起了細(xì)小的雪花，不過(guò)房間中仍然是暖暖的。在此時(shí)，我想應(yīng)該深深地感謝高等教育出版社，它提供了一個(gè)長(zhǎng)江學(xué)者學(xué)術(shù)研究和教學(xué)成果出版的平臺(tái)，使得《近海生物地球化學(xué)的基本原理》的書(shū)稿得以完成，否則各個(gè)章節(jié)仍將散落在我辦公室的書(shū)架上。特別地，高等教育出版社李冰祥博士就本書(shū)的出版申請(qǐng)、評(píng)審和編排等諸多事務(wù)頗為操勞和費(fèi)心，譚燕女士及其同事對(duì)這本教材進(jìn)行了細(xì)致的加工和編輯，也令我十分感動(dòng)。如同我在本書(shū)的前言中所講，青島海洋大學(xué)（現(xiàn)稱中國(guó)海洋大學(xué)）和華東師范大學(xué)的本科生和研究生曾在上課和利用課余時(shí)間幫助我推導(dǎo)和核實(shí)過(guò)講義中的一些公式，指出章節(jié)中的錯(cuò)誤所在。在此，我想利用這樣一個(gè)機(jī)會(huì)再次感謝那些聽(tīng)過(guò)這門課程的學(xué)生們。華東師范大學(xué)的王佩琴老師繪制了本書(shū)中的幾乎所有圖件，感謝她利用業(yè)余時(shí)間辨認(rèn)我那些粗劣的草稿，并且?guī)椭彝瓿闪诉@項(xiàng)工作。我的一些在青島海洋大學(xué)和華東師范大學(xué)工作的同事利用業(yè)余時(shí)間閱讀了本書(shū)的有關(guān)章節(jié)并提出了寶貴的修改意見(jiàn)，一并表示謝忱。

編輯推薦

《近海生物地球化學(xué)的基本原理》是由高等教育出版社出版的。

圖書(shū)封面

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