熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化及其環境效應 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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續勇波 著

圖書標籤:

• 土壤氮素循環
• 反硝化作用
• 熱帶土壤
• 亞熱帶土壤
• 環境效應
• 氮素損失
• 溫室氣體排放
• 土壤微生物
• 農業環境
• 生態環境

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030404107

版次：1

商品編碼：11476276

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2014-06-01

頁數：140

正文語種：中文

內容簡介

土壤反硝化作用是氮素生物地球化學循環的重要環節，是平衡生物固氮輸入通量的主要途徑和機製，然而，反硝化作用也是土壤和肥料氮素損失和溫室氣體N2O産生的主要途徑之一，因此，反硝化過程已經成為國內外土壤學傢

目錄

緒論

第l章 土壤氮素反硝化研究概況

1．1 土壤反硝化作用概述

1．2 影響土壤反硝化作用的因素

1．3 反硝化作用的定量研究方法

1．4 農田土壤氮素反硝化損失

1．5 反硝化作用的産物及其影響因素

1．6 反硝化和CH4的關係

1．7 亞鐵和反硝化的關係

第2章 全球熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化研究綜述與展望

2．1 研究熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化的意義

2．2 熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化的一般特性

2．3 熱帶亞熱帶土壤反硝化的主要影響因素

2．4 熱帶亞熱帶土壤反硝化的環境效應

2．5 熱帶亞熱帶地區土壤防止反硝化氮損失的策略

2．6 熱帶亞熱帶土壤反硝化研究現狀與展望

第3章 我國亞熱帶土壤氮素反硝化特性及其影響因素

3．1 概述

3．2 材料和方法

3．3 結果與分析

3．4 討論

3．5 本章小結

第4章 我國亞熱帶土壤氮素反硝化過程中N02的排放與還原

4．1 研究反硝化過程中N。O排放和還原的方法

4．2 材料和方法

4．3 結果與分析

4．4 討論

4．5 本章小結

第5章 關於我國亞熱帶土壤氮素反硝化培養

5．1 亞鐵參與反硝化的可能性

5．2 亞熱帶土壤反硝化的産物問題

5．3 本章小結

第6章 我國亞熱帶土壤反硝化與CH4排放的關係

6．1 概述

6．2 材料和方法

6．3 結果與分析

6．4 討論

6．5 本章小結

第7章 土樣製備和保存方法對反硝化的影響

7．1 概述

7．2 材料和方法

7．3 結果和分析

7．4 討論

7．5 本章小結

第8章 我國亞熱帶土壤氮素反硝化研究總結與展望

8．1 反硝化培養試驗研究總結

8．2 我國亞熱帶土壤氮素反硝化研究主要結論

8．3 我國亞熱帶土壤氮素反硝化研究總結

8．4 本書的創新點

8．5 研究設想和展望

參考文獻

索引

前言/序言

熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化及其環境效應 土壤，作為地球的脈搏，承載著生命的根基，其孕育與循環的復雜性，深刻影響著整個生態係統的健康與穩定。其中，土壤中的氮素循環，尤其受到全球環境變化和農業活動的影響，而反硝化作用，作為氮素循環的關鍵環節，其發生在熱帶和亞熱帶地區的特有模式，及其引發的環境效應，更是值得深入探究的議題。 本書旨在全麵、係統地梳理和闡釋熱帶亞熱帶地區土壤氮素反硝化過程的機理、影響因素、調控策略，以及由此産生的對溫室氣體排放、水體富營養化、土壤肥力退化等一係列環境問題的深遠影響。我們將從基礎的微生物生態學和土壤化學齣發，逐步深入到區域性的生態環境過程，為讀者提供一個多層次、多維度的認識框架。 第一章：氮素反硝化——微生物的呼吸與環境的訊息 反硝化作用，簡而言之，是微生物在厭氧條件下，以硝酸鹽（NO₃⁻）作為電子受體，逐步將其還原為氮氣（N₂）或一氧化二氮（N₂O）等氣態氮化物並釋放到大氣中的過程。這一過程是土壤氮素損失的重要途徑，同時也與溫室氣體排放密切相關。本章將詳細介紹反硝化作用的生化反應途徑，包括硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮還原酶和氧化亞氮還原酶等關鍵酶的作用，以及不同電子供體和電子受體在其中的角色。我們將重點關注那些在熱帶亞熱帶濕熱環境下錶現活躍的反硝化微生物群落，探討其多樣性、組成以及在不同土壤類型和生態係統中的分布特徵。此外，本章還將初步探討反硝化作用對土壤氮素有效性、土壤pH值等理化性質可能産生的直接影響。 第二章：熱帶亞熱帶土壤反硝化——獨特的地理與氣候驅動力 熱帶和亞熱帶地區，以其高溫、高濕、強降雨等獨特的地理氣候特徵，為土壤反硝化作用的發生提供瞭特殊的動力學條件。本章將深入分析這些環境因素如何影響反硝化速率。例如，高溫會加速微生物的代謝速率，但過高的溫度也可能抑製某些微生物的活性；充沛的降雨和高土壤水分含量是創造厭氧環境的關鍵，從而促進瞭反硝化作用的發生，但過度飽和的土壤也可能影響氧氣的擴散；土壤有機質含量和類型，作為反硝化微生物的能量和碳源，其在熱帶亞熱帶地區的高豐度和快速周轉率，對反硝化過程有著顯著的促進作用。此外，我們還將討論土壤質地、pH值、土壤通氣狀況等非生物因素，以及植被類型、耕作方式等生物和管理因素，如何在區域尺度上共同塑造熱帶亞熱帶土壤的反硝化特徵。 第三章：農業活動——反硝化作用的放大器與調控者 農業活動，尤其是氮肥的過量施用和不閤理的耕作方式，是導緻熱帶亞熱帶地區土壤反硝化作用加劇的重要驅動力。本章將聚焦於農業生産對反硝化過程的具體影響。氮肥的施用，特彆是硝態氮肥，直接增加瞭土壤中硝酸鹽的濃度，為反硝化微生物提供瞭充足的底物。我們將分析不同種類氮肥（如尿素、硝酸銨、磷酸二銨等）在土壤中轉化過程中的差異，以及它們對反硝化速率的長期和短期影響。此外，耕作方式，如翻耕、淹水灌溉、秸稈還田等，通過改變土壤結構、水分狀況和微生物群落，對反硝化作用産生復雜的調控作用。例如，淹水灌溉在水稻田等環境中創造瞭典型的厭氧條件，顯著提高瞭反硝化速率。本章還將探討土地利用變化，如森林砍伐、草地開墾為農田，如何通過改變土壤理化性質和微生物群落結構，誘發或加劇土壤反硝化。 第四章：環境效應——溫室氣體排放與空氣質量的隱憂 土壤反硝化過程産生的一氧化二氮（N₂O），是僅次於二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）的第三大溫室氣體，其全球增溫潛勢是CO₂的約300倍，並且對平流層臭氧層也具有破壞作用。本章將重點分析熱帶亞熱帶土壤反硝化産生的N₂O排放及其環境效應。我們將量化區域土壤反硝化過程中的N₂O排放通量，並探討影響排放強度的關鍵因素，如土壤水分、溫度、硝酸鹽和銨鹽濃度、pH值以及微生物群落組成。此外，本章還將討論N₂O排放與土地利用方式、農業管理措施之間的定量關係，為減排策略的製定提供科學依據。同時，我們也將探討反硝化作用釋放的其他氮氧化物（如NO）對近地錶空氣質量可能産生的影響。 第五章：環境效應——水體富營養化與生態係統的失衡 土壤反硝化過程中産生的氮素損失，不僅是溫室氣體排放的來源，也是影響地錶水和地下水質量的關鍵因素。本章將深入探討反硝化作用與水體富營養化之間的聯係。雖然反硝化是將硝酸鹽轉化為氣態氮，但如果氮素循環的整體平衡被打破，過量的氮素仍可能通過徑流、淋溶等途徑進入水體。特彆是在高降雨量和坡度較大的熱帶亞熱帶地區，土壤侵蝕和氮素流失的風險更高。我們將分析土壤氮素反硝化不足時，過量硝酸鹽對飲用水源的汙染，以及由此引發的潛在健康風險。同時，過量的氮素一旦進入河流、湖泊和海洋，將導緻水體富營養化，引發藻類大量繁殖、水體缺氧、生物多樣性下降等一係列生態環境問題。本章還將討論這些生態係統的失衡對漁業、旅遊業以及區域經濟可能造成的負麵影響。 第六章：環境效應——土壤肥力退化與可持續農業的挑戰 土壤肥力是農業生産的基石，而氮素作為植物生長必需的關鍵營養元素，其在土壤中的有效性直接關係到作物産量和質量。本章將分析土壤反硝化作用對土壤肥力的潛在退化效應。長期的、高強度的反硝化作用會導緻土壤中有效氮素的快速流失，長期下去可能導緻土壤有機氮的枯竭，降低土壤的固氮能力和養分保持能力，從而影響土壤的整體肥力。我們將討論在熱帶亞熱帶地區，這種氮素損失對依賴有限養分供應的生態係統的影響，以及長期以來依賴外源性氮肥補充養分而可能忽視土壤自身肥力建設所帶來的隱患。此外，本章還將探討反硝化過程中産生的某些中間産物，如亞硝酸鹽（NO₂⁻），在某些條件下可能對土壤微生物群落産生毒性作用，進一步乾擾土壤生態係統的健康。 第七章：調控策略——邁嚮可持續的氮素管理 麵對熱帶亞熱帶土壤反硝化帶來的嚴峻環境挑戰，製定和實施有效的調控策略至關重要。本章將係統梳理和介紹當前及未來可能采取的氮素管理和反硝化調控措施。我們將從優化氮肥管理入手，包括精準施肥技術（如測土配方施肥、緩釋/控釋肥料的應用）、閤理的施肥時間和方式、以及有機肥與化肥的配閤使用，以最大程度地提高氮肥利用率，減少土壤中硝酸鹽的纍積。同時，我們將探討通過改進耕作方式來調控土壤水分和通氣條件，例如推廣免耕或少耕技術、閤理灌溉管理、以及秸稈覆蓋或還田等措施，以減緩反硝化速率。此外，本章還將介紹生物調控技術，如篩選和應用能夠抑製反硝化作用的微生物菌劑，以及發展可持續的農業生態係統，如輪作、間作、農林復閤係統等，以促進氮素的良性循環，提高土壤的固氮能力。 第八章：未來展望——研究前沿與挑戰 盡管對土壤反硝化作用的研究已取得顯著進展，但在熱帶亞熱帶地區，仍有諸多未解之謎和急需攻剋的科學挑戰。本章將展望未來的研究方嚮。我們將重點關注利用先進的分子生物學和同位素示蹤技術，更精細地解析反硝化微生物的功能基因和代謝途徑，以及不同環境因子對其活動的調控機製。同時，結閤遙感技術和模型模擬，加強對區域尺度土壤反硝化過程的時空動態監測和預測，為製定更加精準的環境管理政策提供科學支撐。此外，本章還將探討在氣候變化背景下，土壤反硝化作用的響應機製，以及如何在變化的環境條件下，建立更具韌性和可持續性的農業生態係統。最後，我們將強調跨學科閤作的重要性，整閤土壤學、微生物學、生態學、環境科學和農業科學等領域的知識，共同應對土壤氮素反硝化帶來的復雜環境挑戰。 本書的編寫，旨在為科研人員、政策製定者、農業技術推廣人員以及關心土壤與環境問題的廣大讀者，提供一個深入瞭解熱帶亞熱帶土壤氮素反硝化及其環境效應的權威參考。通過對這一復雜過程的全麵剖析，我們希望能夠激發更多的研究興趣，推動更有效的管理實踐，最終為實現全球環境的可持續發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 這本書的結構安排極具邏輯性，它似乎是按照一個“由錶及裏，由現象到機製”的清晰路徑展開的。開篇宏觀地界定瞭熱帶與亞熱帶土壤環境的共同挑戰，接著迅速聚焦於特定氣候因子（如季風降雨和季節性高溫）如何作為驅動力影響氮素的去嚮。最讓我贊賞的是，作者並未將反硝化視為單一的終點，而是係統地梳理瞭其與甲烷氧化、土壤呼吸等其他關鍵生物地球化學循環的相互耦閤關係。這種係統論的視角，極大地拓寬瞭我們對土壤碳氮聯係的理解邊界。它不是一本孤立討論某個過程的書，而是一張描繪復雜土壤生態係統動態平衡的精細地圖。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 坦白說，我購買這本書的初衷是希望找到一套詳盡的、可操作性強的實驗規程手冊，用於指導我們團隊在南亞次大陸進行野外采樣和室內孵育實驗。在這方麵，這本書的錶現可以說是中規中矩，提供的標準操作流程（SOP）清晰明瞭，對於儀器的校準和結果的初步篩選都有詳盡的說明。然而，我期待看到更多關於極端濕度和高鹽度環境下，特定幾類厭氧菌株的純培養技術細節，這部分內容在書中似乎被略微一帶而過，轉而集中在瞭宏基因組數據分析上。這使得它更偏嚮於理論和前沿分析，而非純粹的“工具書”。對於初級研究人員來說，或許需要搭配一本更基礎的實驗指南來使用。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 這本書的敘事風格非常獨特，它成功地將宏大的全球氣候變化背景，與微觀的土壤微生物活動緊密地編織在一起，讀起來像是一部環境史詩。作者的筆觸細膩而富有哲理，沒有陷入純粹的術語堆砌，而是巧妙地將復雜的生態學概念，通過生動的比喻和實際的田間觀察故事串聯起來。例如，書中描述某次乾旱後，土壤微生物如何通過調整酶活性來“搶救”被睏的氮素，那段描寫簡直像是文學作品。它讓一個非專業背景的讀者也能感受到氣候壓力下生命體的頑強與智慧。這本書的價值不僅在於其科學貢獻，更在於它喚醒瞭我們對腳下這片土地應有的敬畏之心。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 我是在一個國際土壤科學研討會上偶然接觸到這本書的摘要的，當時就被其中提齣的新模型所吸引。它似乎並非僅僅停留在對傳統反硝化過程的描述上，而是深入挖掘瞭極端氣候條件下微生物群落動態如何重塑氮素循環的路徑。書中的方法論部分尤為紮實，詳細闡述瞭同位素示蹤技術與高通量測序數據融閤分析的創新之處，這對於我們實驗室未來的研究方嚮具有極強的指導意義。我尤其欣賞作者敢於挑戰現有範式的勇氣，比如關於“潛在反硝化速率”測定標準的重新審視，這無疑會對未來製訂區域性的環境管理標準提供關鍵的科學依據。雖然初讀時，某些復雜的數學推導需要反復琢磨，但這恰恰說明瞭其內容的深度和前沿性，絕非泛泛而談的科普讀物。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 這本書的裝幀設計和排版給我留下瞭非常深刻的印象。封麵色彩搭配既鮮明又富有層次感，那種熱帶植物的剪影與土壤剖麵的抽象結閤，瞬間就將讀者的思緒拉入瞭那個充滿生命力的微觀世界。內頁紙張的質感上乘，印刷清晰銳利，即便是那些復雜的化學結構圖和數據圖錶，也顯得井井有條，閱讀起來毫無視覺疲勞感。尤其是那些引用的經典文獻和案例研究，標注得極為精準，看得齣編輯和作者在細節打磨上的用心。不過，我個人認為，如果能在章節過渡頁增加一些手繪的生態景觀速寫，或許能進一步增強閱讀的沉浸感，讓硬核的科學內容在視覺上更具親和力。整體而言，這是一本從裏到外都體現齣專業水準和匠人精神的學術著作。