Stable Isotopes and Biosphere - Atmosphere Interactions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Flanagan, L. B./ Ehleringer, James R./ Pataki, D. E.

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2005-01-12

价格:USD 125.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780120884476

丛书系列:

图书标签:

稳定同位素
生物圈
大气相互作用
地球化学
环境科学
同位素地球化学
气候变化
生物地球化学循环
大气化学
同位素示踪

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具体描述

The emerging multidisciplinary field of earth system science sets out to improve our understanding functioning ecosystems, at a global level across the entire planet. "Stable Isotopes and Biosphere - Atmosphere Interactions" looks to one of its most powerful tools the application of stable isotope analyses to understanding biosphere-atmosphere exchange of the greenhouse gases, and synthesizes much of the recent progress in this work. "Stable Isotopes and Biosphere - Atmosphere Interactions" describes recent progress in understanding the mechanisms, processes and applications of new techniques. It makes a significant contribution to the emerging, multidisciplinary study of the Earth as an interacting system. This book will be an important reference for students and researchers in biology, ecology, biogeochemistry, meteorology, and atmospheric science and will be invaluable for anyone with any interest in the future of the planet. It describes applications of new stable isotope techniques to the emerging fields of earth system science and global change. It illustrates advances in scaling of physiological processes from leaf/soil to the global scale and contains state-of-the-art, critical reviews written by international researchers and experts.

好的，这是一份关于《稳定同位素与生物圈-大气相互作用》这本书的详细简介，其内容完全聚焦于该主题，并力求展现出专业性和深度，而不涉及任何其他主题。 --- 《稳定同位素与生物圈-大气相互作用》内容简介本书深入探讨了稳定同位素在揭示地球系统关键过程中的核心作用，特别是聚焦于生物圈与大气之间复杂且动态的相互作用。稳定同位素，作为元素质量的微小差异带来的天然示踪剂，为我们提供了一种无损、高精度的工具，用以解析物质循环、能量流动以及生物过程的速率和路径。第一部分：基础理论与同位素地球化学本书首先奠定了稳定同位素地球化学的基础。我们详细阐述了稳定同位素（如氧、碳、氮、氢的重同位素和轻同位素）的物理化学性质、质量差异及其在自然界中的丰度。核心章节集中于同位素分馏的机制——包括质量相关的分馏（如平衡分馏）和质量不相关的分馏（如动力学分馏）。理解这些基本原理是解读同位素信号的前提。我们深入分析了同位素效应如何影响分子和化合物的反应速率及产物组成。书中提供了从基本的热力学计算到复杂的动力学模型，用以描述同位素在生物地球化学循环中迁移和转化的过程。重点讨论了关键的同位素“钟”——即特定生物化学反应（如光合作用、甲烷生成与氧化）中产生的特征性同位素信号。第二部分：生物圈中的同位素记录生物圈是稳定同位素信息的主要载体。本书详尽介绍了生物体如何“记录”其环境条件。我们专注于生物体内主要元素的同位素组成，特别是植物、微生物和动物组织中的碳、氮、氧同位素。碳同位素（$delta^{13} ext{C}$）：详细剖析了植物光合作用的两种主要途径——C3、C4 和 CAM 植物——如何产生截然不同的碳同位素特征。通过分析植被的 $delta^{13} ext{C}$ 信号，我们可以重建古植被结构、推断过去的气候条件（如气孔导度、$ ext{CO}_2$ 浓度）以及评估水资源的可利用性。氮同位素（$delta^{15} ext{N}$）：阐述了氮循环中关键步骤（如硝化作用、反硝化作用和固氮作用）的同位素分馏过程。书中展示了如何利用土壤和水体中的 $delta^{15} ext{N}$ 值来识别污染源、评估生态系统中的氮损失途径，以及追踪营养物质的迁移路径。氢和氧同位素（$delta ext{D}$ 和 $delta^{18} ext{O}$）：重点关注水循环中的同位素示踪。我们分析了水蒸发、冷凝、土壤水和植物蒸腾过程中产生的特定同位素组成。这部分内容为重建区域水文过程、追踪大气水汽来源以及理解植物水分利用策略提供了坚实的理论框架。第三部分：大气过程与同位素耦合本书的核心创新在于系统地整合了大气化学过程与生物圈的反馈。大气作为连接陆地和海洋的桥梁，其稳定同位素信号承载了重要的气候和生物地球化学信息。温室气体同位素：深入研究了大气中二氧化碳（$ ext{CO}_2$）、甲烷（$ ext{CH}_4$）和一氧化二氮（$ ext{N}_2 ext{O}$）的同位素组成。我们着重分析了生物源（如呼吸作用、湿地排放）和非生物源（如化石燃料燃烧）对大气气体同位素特征的影响。例如，如何利用 $ ext{CO}_2$ 的 $delta^{13} ext{C}$ 值来量化全球碳循环中生物圈的净吸收或释放。水汽同位素动态：详细讨论了水汽在对流层和平流层中的输送过程对同位素组成的影响。通过监测水汽的 $delta ext{D}$ 和 $delta^{18} ext{O}$，本书展示了如何追踪区域性水分输送、理解云的形成过程，以及重建过去的大气环流模式。第四部分：应用与前沿研究最后一部分将理论知识应用于实际研究领域，展示稳定同位素技术在解决当前环境科学重大问题中的强大潜力。古气候重建：结合海洋沉积物、冰芯和洞穴沉积物中的同位素记录，我们展示了如何利用生物成因的同位素信号（如底栖有孔虫、石笋）来精细化地重建过去的气候变化历史，特别是与生物圈响应相关的温度、降水和植被变化。生态系统碳水通量：利用植物叶片和冠层尺度的同位素测量，本书阐述了如何量化生态系统规模的光合作用速率和蒸散速率，从而更准确地评估生物圈对全球气候变化的反馈强度。微生物过程的示踪：探讨了微生物在全球物质循环中的关键作用。通过分析微生物代谢产物（如溶解性有机碳、气体）的同位素特征，我们得以揭示土壤呼吸、有机质降解和温室气体产生等过程的驱动机制。本书旨在为地球科学家、生态学家、环境化学家以及气候模型研究人员提供一本全面而深刻的参考书，以期推动对地球生命支持系统复杂相互作用的理解。稳定同位素不再仅仅是一种测量工具，而是深入探究生物圈与大气之间动态平衡的“语言”。