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湿地生态系统碳、氮、硫、磷生物地球化学过程(“十二五”国家重点出版物出版规划项目)

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湿地生态系统碳、氮、硫、磷生物地球化学过程(“十二五”国家重点出版物出版规划项目)
作者:刘景双 等(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-03159-5
估价:98.00元
版本:1
装帧:精装
预计出版年月:201312

图书简介:
  本书系统地研究了湿地生态系统碳、氮、硫、磷的生物地球化学过程,从各生源要素的生物累积,非生物环境因子影响,碳、氮、硫、磷的释放特征,非生物环境因子与各生源要素的耦合关系,以及生物库、大气库、土壤库和水环境中生源要素的平衡状况等方面,系统地揭示了三江平原湿地生态系统物质循环过程及其影响因素,建立了碳、氮、硫、磷的循环模式。在研究方法上大量采用野外现场模拟试验方法,集成创新了多种采样方法、观测方法、生物过程控制方法、同位素标记法等野外试验技术,所获数据均为第一手观测数据,更接近自然实际,其结果更具代表性和指导性。
  本书可供地理科学、湿地科学、生态学、环境科学与工程、土壤学、资源科学等专业的科技工作者与管理人员学习、参考,也可作为上述专业本科生、研究生的教学参考书。
前言:
  湿地是地球表面重要的生态系统,具有独特的功能而不可替代,与森林、草地、农田、海洋等生态系统共同维系着地球表层的生态平衡,是生物多样性最丰富和高生产力的生态系统,是大气圈、水圈、土壤圈、生物圈能量和物质交换的最敏感地带,是处于水陆交错地区的独特生态系统,并有其独特的形成、发育、演化规律和特殊的结构与功能。湿地类型较多,系统内所发生的物理过程、化学过程和生物过程,以及结构与功能差异较大,其中沼泽湿地是最具代表性的一类,它不仅具备典型湿地的形成特点,即具有湿生植物、水成土壤和水的特点,而且系统内所进行的生物地球化学过程复杂,特别是维持生态系统平衡与稳定的生源要素碳、氢(水)、氧、氮、硫和磷,以及各种生命必需元素在土壤、水、植物,以及大气间进行的迁移、转化和能量交换过程更具特殊性。因此研究沼泽湿地生态系统碳、氮、硫和磷的生物地球化学过程是认知湿地形成演化规律和服务功能的理论基础,是制定湿地保护措施、维持湿地系统稳定和恢复受损湿地技术的需求,对湿地学科体系的建设具有重要理论意义。
  本书系统地阐述了典型沼泽湿地系统水通量与水平衡的基本规律,揭示了区域水文变化驱动下植被的生态过程、优势群落变化与水文条件变化的关系,物种密度和植物多样性指数与水文条件的关系,建立了湿地系统的水平衡模型。
  通过野外试验,揭示了植物残体与根系的分解规律及其与主要环境因子的关系,明确了分解过程中碳、氮、硫和磷的释放规律及其与主要影响因素的耦合机理,查明了植物C/N、C/S和C/P在诸元素归还过程中的重要作用,界定了沼泽湿地枯落物分解释放碳、氮、硫和磷的阈值。
  依据研究区域的气候特点,对比研究了生长季和非生长季温室气体(CO2、CH4、N2O)和H2S、COS的排放规律,证明了非生长季沼泽湿地排放温室气体的事实,并估算了非生长季CO2 和CH4的排放量,以及在年度中所占的排放比例。
  计算了沼泽湿地系统中植物不同器官、土壤和水体中碳、氮、硫和磷的储量;分析了典型区域沼泽湿地系统碳、氮、硫和磷的累积状态;明确了沼泽湿地系统碳、氮、硫和磷的迁移过程,以及环境要素与人为因素对碳、氮、硫和磷迁移的影响强度与机理;通过定量外源氮、硫、磷输入模拟试验,验证了不同量的氮、硫、磷与湿地植物生物量的关系;利用同位素15N示踪技术明确了氮在植物、土壤、水体中的赋存比例和向大气释放的特征;阐明了湿地系统生源要素碳、氮、硫和磷的生物地球化学过程与气温、水文、植被、土壤、生物等环境要素的关系;构建了沼泽湿地系统碳、氮、硫和磷的循环模式,揭示了物质的循环过程与规律。
  由此认为,湿地生物地球化学过程将成为湿地环境功能和服务功能评价、湿地系统健康与稳定诊断、退化湿地系统生态修复的重要基础理论。
  本书总结的研究成果是在我所带历届博士研究生以及合作伙伴的共同努力下完成的。他们的部分博士论文和研究成果是本书写作的基础。本书由刘景双策划、统稿与定稿。第一章、第二章、第十二章由刘景双撰写,第三章由栾兆擎、王金达、胡金明撰写,第四章由杨继松、王洋撰写,第五章由孙志高、赵光影、刘景双撰写,第六章由李新华、于君宝撰写,第七章由秦胜金、王洋、刘景双撰写,第八章由于君宝、宋长春、窦金鑫撰写,第九章由王洋、王国平、王金达撰写,第十章由周旺明、王国平撰写,第十一章由宋长春、刘景双撰写。
  本书的研究得到中国科学院知识创新工程重要方向项目“三江平原典型沼泽湿地系统物质循环研究”(KZCX3SW332)和 “典型湿地物质循环过程及其环境效应研究”(KZCX3SW309)、国家自然科学基金重大计划项目“非生长季三江平原沼泽湿地系统温室气体排放研究”(90211003)的支持,特此感谢!在此还要感谢中国科学院东北地理与农业生态研究所分析测试中心、中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站的同志在设备保障、样品分析和野外采样等工作上给予的大力支持。
  由于本书涉及的湿地系统比较复杂,研究内容和要素较多,可借鉴的湿地系统生物地球化学过程研究成果不多,又由于作者水平有限,书中存在不当之处在所难免,诚恳希望读者予以指正,以便进一步完善和补充。
 
 
刘景双
2012年12月
 
目录:

前言(ⅰ)

第一章绪论(1)

第二章三江平原自然与社会环境概况(25)

第三章湿地水文过程及其水环境中碳、氮、硫、磷的时空分布(62)

第四章湿地土壤中碳、氮、硫、磷的时空分布与累积过程(115)

第五章湿地土壤碳、氮、硫、磷的迁移与转化过程及其影响因素(181)

第六章湿地植物中碳、氮、硫、磷的累积过程(267)

第七章湿地土壤植物系统中碳、氮、硫、磷的释放过程(343)

第八章人类活动对湿地系统碳、氮、硫、磷迁移转化的影响(395)

第九章湿地环境中碳、氮、硫、磷的循环模式(459)

第十章湿地环境中碳、氮、硫、磷的源与汇转换的趋势预测(484)

第十一章湿地环境氮、硫、磷浓度变化的生态效应(518)

第十二章湿地生态与环境的风险管理(546)

 



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