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生物地球化学循环 计算机交互式研究地球系统科学与全球变化
作者：席明之（W.L.Chameides），珀杜（E.M.Perdue）著 张晶译
出版时间：2012年版
内容简介
《生物地球化学循环》不仅对地球系统的各个组分（固体地球、大气、海洋及生物圈）进行了介绍，还从化学基本原理出发，介绍了主要化学元素（碳、氮、磷、硫和氧）在这些组分间的全球生物地球化学循环，并利用模型对其进行厂数值模拟。《生物地球化学循环》的第1章、第2章和第3章依次给出生物地球化学循坏的介绍和基本原理的回顾（即基本的化学概念、地球系统的相关特点以及系统的关键物理、生物和化学过程）。第4章介绍了代表生物地球化学循环的数学形式，由一系列微分方程和解方程技巧表示。第5章、第6章、第7章和第8章分别讨论并模拟了全球磷、碳、硫和氮的循坏。第9章综合了磷、碳、硫和氮的循环，并讨论了大气中氧气的稳定性。总的来说，这是一本较综合全面的生物地球化学循环参考书，其中的模型程序使学生可以与教师进行交互式工作，也可使个人和小组课题在教室外进行。
目录
第1章生物地球化学循环及其在地球系统中的作用
1.1引言
1.2开放循环与封闭循环
1.3我们为什么关心生物地球化学循环?
1.4我们应该研究哪些元素?
建议阅读
第2章化学热力学原理
2.1引言
2.2基本要点
2.3酸—碱平衡
2.4相变
2.5平衡在co2-h2o-ca系统中的应用
2.5.1纯碳酸系统
2.5.2碳酸钙系统
2.6氧化还原性质
2.6.1价态
2.6.2氧化还原半反应
2.6.3氧化还原平衡
2.7pe-ph稳定性图
2.7，l水的pe-ph稳定性图
2.7.2简单硫系统的pe-ph稳定性图
2.7.3pe-ph稳定性图中的亚稳态边界
2.8结论
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习题
第3章地球系统
3.1引言
3.2水圈
3.2.1海洋底部
3.2.2海洋的物理性质
3.2.3海洋化学
3.2.4海洋年龄——一个悖论?
3.3岩石圈
3.3.1地壳中的岩石和矿物质
3.3.2板块构造学说
3.4大气圈
3.4.1大气的组成
3.4.2大气的物理性质
3.4.3大气风与湍流混合
3.5生物圈
3.5.1新陈代谢过程
3.5.2生物圈的组成
3.5.3初级生产
3.6结论
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习题
第4章生物地球化学循环的数学模拟
4.1引言
4.2线性箱式模型
4.3简单的例子：生物地球化学大学一世界循环
4.3.1c1，世界的人数
4.3.2c2，大学的人数
4.3.3k2→1，从大学到世界的转移系数
4.3.4k1→2，从世界到大学的转移系数
4.4运用微分方程模拟大学—世界循环
4.4.1第一组解
4.4.2第二组解
4.4. 3完全一般解
4.4.4例1：稳态解
4.4.5例2：大学创立时期的初始状态
4.4.6例3：扰动试验
4.4.7小结
4.5生物地球化学循环中的特征值和特征向量解法
4.5.1含n个储库的一般问题
4.5.2用向量矩阵形式设立问题
4.5.3特征值和特征向量问题一般解的获取
4.5.4应用初始条件获得特定解
4.5.5特征值和特征向量方法小结
4.6运用boxes模拟生物地球化学循环的方法
4.7结论
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习题
第5章全球磷循环
5.1引言
5.2磷的氧化还原性质
5.3磷循环的生物地球化学反应
5.3.1磷循环与生物圈的耦合——光合与呼吸
5.3.2磷循环与岩石圈的耦合——沉积与风化
5.4磷的循环
5.4.1c1：沉积物储库
5.4.2c2：陆地土壤储库
5.4.3c3：陆地生物储库
5.4.4c4：海洋生物储库
5.4.5c5：表层海洋储库
5.4.6c6：深层海洋储库
5.4.7f2→1：陆地土壤储库到沉积物储库流量
5.4.8f2→3：陆地土壤储库到陆地生物储库流量
5.4.9f3→2：陆地生物储库到陆地土壤储库流量
5.4.10f2→5：陆地土壤储库到表层海洋储库流量
5.4.1lf5→4：表层海洋储库到海洋生物储库流量
5.4.12f4→5：海洋生物储库到表层海洋储库流量
5.4.13f4→6：海洋生物储库到深层海洋储库流量
5.4.14f5→6：表层海洋储库到深层海洋储库流量
5.4.15f6→5：深层海洋储库到表层海洋储库流量
5.4.16f6→1”深层海洋储库到沉积物储库流量
5.4.17f1→2：沉积物储库到陆地土壤储库流量
5.4.18建立矩阵k
5.5运用boxes研究磷循环
5.5.1试验1：验证稳态模型
5.5.2试验2：人为活动的影响
5.5.3试验3：光合作用加倍
5.6结论
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习题
第6章全球碳循环
6.1引言
6.2碳的氧化还原性质
6.3工业化前碳的全球生物地球化学循环
6.4人为排放的影响及其“留存大气比例”
6.4.1运用boxes模型进行简单模拟
6.4.2boxes模型的“准非线性”模拟
6.5人为干扰的持续性
6.6结论
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习题
第7章全球硫循环
7.1引言
7.2硫的氧化还原性质
7.3硫循环中的重要生物地球化学反应
7.3.1黄铁矿(fes2)的形成与风化
7.3.2石膏(caso4?2h2o)的形成与风化
7.4工业化前的全球硫循环
7.5数值试验1：二叠纪时期石膏沉积物增加的模拟
7.6数值试验2：人为干扰的影响和持续性
7.7结论
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习题
第8章全球氮循环
8.1引言
8.2氮的氧化还原性质
8.3氮循环的关键生物地球化学反应
8.3.1氮的固定——生物固氮与非生物固氮
8.3.2氨的同化或光合作用
8.3.3同化硝酸盐的还原
8.3.4氨化或矿化
8.3.5硝化
8.3.6氨的挥发
8.3.7大气化学
8.3.8反硝化
8.4工业革命以前的稳态氮循环
8.5数值试验：人类扰动的影响及持续时间
8.6结论
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习题
第9章综合循环：大气氧的稳定度
9.1引言
9.2短时间尺度内的氧循环：生物圈的连接
9.3长时间尺度上的氧循环：岩石圈的连接
9.4构建氧循环的数学模型
9.4.1微分方程
9.4.2流量数学表达式的推导
9.4.3方程求解
9.5数值试验1：再论二叠纪时期石膏沉积的加强
9.5.1试验设置
9.5.2试验结果
9.6数值试验2：世界末日情景
9.7数值试验3：利用氧循环来寻找“失踪的碳”
9.7.1试验设置
9.7.2试验结果
9.8结论，
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习题
附录平衡常数(25℃)
专业术语
索引
译后记
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