海洋生物地球化學

目錄
前言
第1章 海洋生物地球化學總論 1
1.1 海洋生物地球化學的定義及研究內容 1
1.1.1 生物地球化學與海洋生物地球化學的定義 1
1.1.2 生物地球化學的研究內容 2
1.1.3 生物地球化學循環(huán)過程研究的原理與方法 4
1.2海洋生物地球化學的發(fā)展歷程與研究意義 29
1.2.1 海洋生物地球化學的發(fā)展歷程 29
1.2.2 海洋生物地球化學的研究意義 32
本章的重要概念 33
推薦讀物 34
學習性研究及思考的問題 34
第2章 海洋碳的生物地球化學 36
2.1 海洋碳的分布與來源 36
2.1.1 海洋碳的地球化學分布特征 36
2.1.2 海洋碳的來源及研究方法 44
2.1.3 海洋黑碳 52
2.1.4 海洋中的甲烷 57
2.1.5 海洋中的一氧化碳 62
2.2 海-氣界面碳通量與碳源匯 65
2.2.1 海-氣界面碳通量的獲取方法 65
2.2.2 海-氣界面碳通量 72
2.2.3 海洋碳的源與匯 81
2.2.4 全球碳循環(huán)研究中的碳失匯 87
2.3 海水無機碳的遷移與轉化 91
2.3.1 海水中的溶解無機碳體系 91
2.3.2 溶解無機碳的遷移過程 103
2.3.3 全球氣候變化下溶解無機碳的變化及其影響 114
2.4 海洋有機碳 119
2.4.1 溶解有機碳( DOC)與生物過程的耦合關系 119
2.4.2 顆粒有機碳( POC)與生物代謝 127
2.4.3 有色溶解有機碳的特征與應用 136
2.4.4 膠體有機碳的功能與作用 141
2.5 海洋生物類群與碳循環(huán) 145
2.5.1 浮游植物對碳的利用 146
2.5.2 浮游動物對碳的傳遞作用 149
2.5.3 底棲生物在碳循環(huán)中的功能與作用 157
2.5.4 微生物在碳循環(huán)中的作用 162
2.6 海洋碳遷移轉化的化學驅動 166
2.6.1 營養(yǎng)鹽的水平與變化對海洋中碳遷移轉化的影響 166
2.6.2 海水酸堿度與海洋碳遷移轉化的關系 169
2.6.3 氧化還原環(huán)境對碳遷移轉化的控制作用 171
2.7 海洋沉積物中的碳 176
2.7.1 海洋沉積物中碳的存在形式與形態(tài) 176
2.7.2 海洋沉積物中碳的堆積過程與早期成巖作用 178
2.7.3 海洋沉積物中碳的再生釋放 180
本章的重要概念 184
推薦讀物 185
學習性研究及思考的問題 185
第3章 海洋氮的生物地球化學 186
3.1 海洋氮的分布 186
3.1.1 海水中氮的存在形態(tài)、分布及相互轉化 187
3.1.2 海洋沉積物中氮的形態(tài)與分布 203
3.2 海洋氮的來源 207
3.2.1 氮的輸入 207
3.2.2 海洋沉積物中氮的來源 224
3.2.3 海洋氮的收支 225
3.3 海洋沉積物中氮的生物地球化學過程 226
3.3.1 海洋沉積物中氮的早期成巖作用 226
3.3.2 海洋沉積物中氮的循環(huán)及其控制機制 231
3.3.3 氮與其他生源要素循環(huán)的關系 236
3.4 硝化與反硝化過程及影響因素 237
3.4.1 硝化與反硝化過程 237
3.4.2 硝化與反硝化研究方法 239
3.4.3 硝化與反硝化過程的影響因素 244
3.5 其他硝酸鹽異化還原過程 247
3.5.1 硝酸鹽異化還原為銨過程及影響因素 247
3.5.2 厭氧銨氧化過程及影響因素 249
3.6 海洋氮循環(huán)的驅動機制 253
3.6.1 海洋氮的再生釋放 253
3.6.2 海洋氮循環(huán)的物理、化學驅動 255
3.6.3 海洋氮循環(huán)的生物驅動 257
本章的重要概念 261
推薦讀物 262
學習性研究及思考的問題 262
第4章 海洋磷與硅的生物地球化學 263
4.1 海洋磷的分布特性 263
4.1.1 海水中磷的存在形態(tài)、分布特征與相互轉化 264
4.1.2 海洋沉積物中的磷 274
4.2 海洋磷的來源與功能 278
4.2.1 海洋磷的來源 278
4.2.2 浮游植物生長的營養(yǎng)鹽限制 280
4.2.3 顆粒磷與微型生物的關系 284
4.3 沉積物中磷的再生速率與生態(tài)學效應 286
4.3.1 海洋沉積磷的埋藏與再生 286
4.3.2 海洋沉積磷的生態(tài)學功能 292
4.3.3 海洋沉積物中的基質結合磷化氫 297
4.4 海洋磷的循環(huán) 302
4.4.1 海洋磷的循環(huán)過程與控制因素 302
4.4.2 海洋磷的收支 305
4.5 海洋硅的生物地球化學功能 305
4.5.1 海洋中硅的形態(tài)與功能 306
4.5.2 海洋中硅的來源與補充 314
4.5.3 生源硅(生物硅/蛋白石)的生物地球化學意義 317
本章的重要概念 323
推薦讀物 324
學習性研究及思考的問題 324
第5章 其他重要生源要素的生物地球化學 325
5.1 海水溶解氧在生物地球化學循環(huán)中的作用 325
5.1.1 海洋水體中的溶解氧 325
5.1.2 溶解氧的測定方法 331
5.1.3 溶解氧的生物學功能與生化需氧量 334
5.1.4 海水低氧及其生態(tài)效應 337
5.1.5 大洋昀小含氧帶及其生態(tài)環(huán)境效應 354
5.2 海洋硫的生物地球化學 368
5.2.1 海洋環(huán)境中的硫體系 369
5.2.2 海洋中硫的不同形態(tài)與功能 371
5.2.3 深海沉積物中硫酸鹽的還原作用 375
5.2.4 海洋中的易揮發(fā)性硫 380
5.3 鐵的生物地球化學作用與“鐵肥效應” 385
5.3.1 鐵的生物地球化學作用 385
5.3.2 海洋施鐵的生態(tài)效應 406
5.4 重金屬的海洋生物地球化學循環(huán) 412
5.4.1 重金屬的生物地球化學作用 412
5.4.2 海洋重金屬循環(huán)的生物學機制 413
本章的重要概念 420
推薦讀物 420
學習性研究及思考的問題 420
第6章 人類活動影響下的海洋生物地球化學作用 422
6.1 近海富營養(yǎng)化的過程、效應、影響與評價 422
6.1.1 近海富營養(yǎng)化的起因與效應 422
6.1.2 近海富營養(yǎng)化的評價方法與指標體系 427
6.1.3 近海富營養(yǎng)化的生態(tài)影響與修復 433
6.2 赤潮生消過程中的海洋生物地球化學 440
6.2.1 赤潮及其發(fā)生機制 440
6.2.2 赤潮生消過程中生源要素的響應 458
6.3 滸苔、水母、海星等生態(tài)災害暴發(fā)與生源要素的關系 466
6.3.1 大規(guī)模滸苔的發(fā)生機制及其與生源要素的關系 466
6.3.2 水母暴發(fā) /消亡及其與生源要素的關系 470
6.3.3 海星的發(fā)生及危害 473
6.4 珊瑚白化的海洋生物地球化學 474
6.4.1 高生產(chǎn)力的珊瑚礁白化現(xiàn)象與環(huán)境變化 475
6.4.2 珊瑚白化過程中生源要素的演變過程 489
6.5 近岸污染物的生態(tài)環(huán)境效應 493
6.5.1 海洋環(huán)境中的無機污染物及其生物效應 494
6.5.2 海洋環(huán)境中的有機污染物及其毒理 500
6.5.3 微生物污染及其影響 512
6.5.4 放射性污染與生物富集 514
6.5.5 海洋微塑料及其對生物的影響 517
6.6 海洋酸化及其生態(tài)效應 526
6.6.1 海洋酸化的趨勢分析 526
6.6.2 海洋酸化對生物鈣化的影響 529
6.6.3 海洋酸化對藻類光合作用固碳的影響 531
6.6.4 造礁珊瑚對海洋酸化的反演 534
6.6.5 海洋古 pH重建的方法 537
本章的重要概念 547
推薦讀物 548
學習性研究及思考的問題 548
第7章 海洋生物地球化學循環(huán)中的物流與能流 550
7.1 海水與大氣的相互作用 550
7.1.1 海水與大氣相互作用的微表層作用過程 550
7.1.2 海水與大氣間的物質輸送 557
7.2 海陸相互作用 564
7.2.1 河流的輸入及其環(huán)境效應 564
7.2.2 河口潮灘對河流輸入物的接納與轉移 574
7.3 海洋沉積物 -海水界面過程 582
7.3.1 研究內容和研究方法 582
7.3.2 海洋沉積物 -海水界面附近元素的早期成巖模式 590
7.3.3 顆粒物的垂直沉降與表層沉積物的再懸浮 601
7.4 化學物質的生物傳遞過程 608
7.4.1 浮游植物對化學物質的利用及其機制 608
7.4.2 浮游動物的代謝以及攝食浮游植物所引起的化學物質轉移 615
7.4.3 底棲生物與魚類攝食及代謝作用下物質的再生循環(huán) 619
本章的重要概念 621
推薦讀物 621
學習性研究及思考的問題 622
第8章 海洋生物地球化學發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析 623
8.1 海洋生物地球化學研究的近期進展 623
8.1.1 海水中生源要素的生物地球化學過程 623
8.1.2 海洋沉積物 -海水界面附近生源要素的行為 648
8.1.3 海洋生物地球化學模式研究 656
8.2 海洋生物地球化學的發(fā)展趨勢 671
8.2.1 全球氣候變化研究中的海洋生物地球化學 671
8.2.2 全球海洋生態(tài)環(huán)境變化研究中的海洋生物地球化學 676
8.2.3 人為擾動下的海洋生物地球化學過程 679
本章的重要概念 682
推薦讀物 682
學習性研究及思考的問題 683
主要參考文獻 684