生物地球化學(xué)循環(huán)

第1章生物地球化學(xué)循環(huán)及其在地球系統(tǒng)中的作用
　1.1引言
　1.2開放循環(huán)與封閉循環(huán)
　1.3我們?yōu)槭裁搓P(guān)心生物地球化學(xué)循環(huán)?
　1.4我們應(yīng)該研究哪些元素?
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第2章化學(xué)熱力學(xué)原理
　2.1引言
　2.2基本要點
　2.3酸—堿平衡
　2.4相變
　2.5平衡在co2-h2o-ca系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　2.5.1純碳酸系統(tǒng)
　　2.5.2碳酸鈣系統(tǒng)
　2.6氧化還原性質(zhì)
　　2.6.1價態(tài)
　　2.6.2氧化還原半反應(yīng)
　　2.6.3氧化還原平衡
　2.7pe-ph穩(wěn)定性圖
　2.7，l水的pe-ph穩(wěn)定性圖
　　2.7.2簡單硫系統(tǒng)的pe-ph穩(wěn)定性圖
　　2.7.3pe-ph穩(wěn)定性圖中的亞穩(wěn)態(tài)邊界
　2.8結(jié)論
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　習(xí)題
第3章地球系統(tǒng)
　3.1引言
　3.2水圈
　　3.2.1海洋底部
　　3.2.2海洋的物理性質(zhì)
　　3.2.3海洋化學(xué)
　　3.2.4海洋年齡——一個悖論?
　3.3巖石圈
　　3.3.1地殼中的巖石和礦物質(zhì)
　　3.3.2板塊構(gòu)造學(xué)說
　3.4大氣圈
　　3.4.1大氣的組成
　　3.4.2大氣的物理性質(zhì)
　　3.4.3大氣風(fēng)與湍流混合
　3.5生物圈
　　3.5.1新陳代謝過程
　　3.5.2生物圈的組成
　　3.5.3初級生產(chǎn)
　3.6結(jié)論
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　習(xí)題
第4章生物地球化學(xué)循環(huán)的數(shù)學(xué)模擬
　4.1引言
　4.2線性箱式模型
　4.3簡單的例子：生物地球化學(xué)大學(xué)一世界循環(huán)
　　4.3.1c1，世界的人數(shù)
　　4.3.2c2，大學(xué)的人數(shù)
　　4.3.3k2→1，從大學(xué)到世界的轉(zhuǎn)移系數(shù)
　　4.3.4k1→2，從世界到大學(xué)的轉(zhuǎn)移系數(shù)
　4.4運用微分方程模擬大學(xué)—世界循環(huán)
　　4.4.1第一組解
　　4.4.2第二組解
　　4.4. 3完全一般解
　　4.4.4例1：穩(wěn)態(tài)解
　　4.4.5例2：大學(xué)創(chuàng)立時期的初始狀態(tài)
　　4.4.6例3：擾動試驗
　　4.4.7小結(jié)
　4.5生物地球化學(xué)循環(huán)中的特征值和特征向量解法
　　4.5.1含n個儲庫的一般問題
　　4.5.2用向量矩陣形式設(shè)立問題
　　4.5.3特征值和特征向量問題一般解的獲取
　　4.5.4應(yīng)用初始條件獲得特定解
　　4.5.5特征值和特征向量方法小結(jié)
　4.6運用boxes模擬生物地球化學(xué)循環(huán)的方法
　4.7結(jié)論
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　習(xí)題
第5章全球磷循環(huán)
　5.1引言
　5.2磷的氧化還原性質(zhì)
　5.3磷循環(huán)的生物地球化學(xué)反應(yīng)
　　5.3.1磷循環(huán)與生物圈的耦合——光合與呼吸
　　5.3.2磷循環(huán)與巖石圈的耦合——沉積與風(fēng)化
　5.4磷的循環(huán)
　　5.4.1c1：沉積物儲庫
　　5.4.2c2：陸地土壤儲庫
　　5.4.3c3：陸地生物儲庫
　　5.4.4c4：海洋生物儲庫
　　5.4.5c5：表層海洋儲庫
　　5.4.6c6：深層海洋儲庫
　　5.4.7f2→1：陸地土壤儲庫到沉積物儲庫流量
　　5.4.8f2→3：陸地土壤儲庫到陸地生物儲庫流量
　　5.4.9f3→2：陸地生物儲庫到陸地土壤儲庫流量
　　5.4.10f2→5：陸地土壤儲庫到表層海洋儲庫流量
　　5.4.1lf5→4：表層海洋儲庫到海洋生物儲庫流量
　　5.4.12f4→5：海洋生物儲庫到表層海洋儲庫流量
　　5.4.13f4→6：海洋生物儲庫到深層海洋儲庫流量
　　5.4.14f5→6：表層海洋儲庫到深層海洋儲庫流量
　　5.4.15f6→5：深層海洋儲庫到表層海洋儲庫流量
　　5.4.16f6→1”深層海洋儲庫到沉積物儲庫流量
　　5.4.17f1→2：沉積物儲庫到陸地土壤儲庫流量
　　5.4.18建立矩陣k
　5.5運用boxes研究磷循環(huán)
　　5.5.1試驗1：驗證穩(wěn)態(tài)模型
　　5.5.2試驗2：人為活動的影響
　　5.5.3試驗3：光合作用加倍
　5.6結(jié)論
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　習(xí)題
第6章全球碳循環(huán)
　6.1引言
　6.2碳的氧化還原性質(zhì)
　6.3工業(yè)化前碳的全球生物地球化學(xué)循環(huán)
　6.4人為排放的影響及其“留存大氣比例”
　　6.4.1運用boxes模型進行簡單模擬
　　6.4.2boxes模型的“準非線性”模擬
　6.5人為干擾的持續(xù)性
　6.6結(jié)論
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　習(xí)題
第7章全球硫循環(huán)
　7.1引言
　7.2硫的氧化還原性質(zhì)
　7.3硫循環(huán)中的重要生物地球化學(xué)反應(yīng)
　　7.3.1黃鐵礦(fes2)的形成與風(fēng)化
　　7.3.2石膏(caso4?2h2o)的形成與風(fēng)化
　7.4工業(yè)化前的全球硫循環(huán)
　7.5數(shù)值試驗1：二疊紀時期石膏沉積物增加的模擬
　7.6數(shù)值試驗2：人為干擾的影響和持續(xù)性
　7.7結(jié)論
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　習(xí)題
第8章全球氮循環(huán)
　8.1引言
　8.2氮的氧化還原性質(zhì)
　8.3氮循環(huán)的關(guān)鍵生物地球化學(xué)反應(yīng)
　　8.3.1氮的固定——生物固氮與非生物固氮
　　8.3.2氨的同化或光合作用
　　8.3.3同化硝酸鹽的還原
　　8.3.4氨化或礦化
　　8.3.5硝化
　　8.3.6氨的揮發(fā)
　　8.3.7大氣化學(xué)
　　8.3.8反硝化
　8.4工業(yè)革命以前的穩(wěn)態(tài)氮循環(huán)
　8.5數(shù)值試驗：人類擾動的影響及持續(xù)時間
　8.6結(jié)論
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　習(xí)題
第9章綜合循環(huán)：大氣氧的穩(wěn)定度
　9.1引言
　9.2短時間尺度內(nèi)的氧循環(huán)：生物圈的連接
　9.3長時間尺度上的氧循環(huán)：巖石圈的連接
　9.4構(gòu)建氧循環(huán)的數(shù)學(xué)模型
　　9.4.1微分方程
　　9.4.2流量數(shù)學(xué)表達式的推導(dǎo)
　　9.4.3方程求解
　9.5數(shù)值試驗1：再論二疊紀時期石膏沉積的加強
　　9.5.1試驗設(shè)置
　　9.5.2試驗結(jié)果
　9.6數(shù)值試驗2：世界末日情景
　9.7數(shù)值試驗3：利用氧循環(huán)來尋找“失蹤的碳”
　　9.7.1試驗設(shè)置
　　9.7.2試驗結(jié)果
　9.8結(jié)論，
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　習(xí)題
附錄平衡常數(shù)(25℃)
專業(yè)術(shù)語
索引
譯后記