Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Blackwell Pub

作者:Michener, Robert H. (EDT)/ Lajtha, Kate (EDT)

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:2007-10

价格:£ 55.00

装帧:Pap

isbn号码:9781405126809

丛书系列:

图书标签:

稳定同位素
生态学
环境科学
同位素地球化学
生物地球化学
追踪示踪
环境监测
同位素分析
生态系统
环境污染

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具体描述

This book highlights new and emerging uses of stable isotope analysis in a variety of ecological disciplines. While the use of natural abundance isotopes in ecological research is now relatively standard, new techniques and ways of interpreting patterns are developing rapidly. The second edition of this book provides a thorough, up-to-date examination of these methods of research. As part of the Ecological Methods and Concepts series which provides the latest information on experimental techniques in ecology, this book looks at a wide range of techniques that use natural abundance isotopes to: follow whole ecosystem element cycling understand processes of soil organic matter formation follow the movement of water in whole watersheds understand the effects of pollution in both terrestrial and aquatic environments study extreme systems such as hydrothermal vents follow migrating organisms In each case, the book explains the background to the methodology, looks at the underlying principles and assumptions, and outlines the potential limitations and pitfalls. Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science is an ideal resource for both ecologists who are new to isotopic analysis, and more experienced isotope ecologists interested in innovative techniques and pioneering new uses.

《生态与环境科学中的稳定同位素》内容简介本书深入探讨了稳定同位素技术在生态学和环境科学领域中的前沿应用与基础理论。全书结构严谨，内容详实，旨在为科研工作者、研究生以及相关领域的专业人士提供一份全面而深入的参考指南。稳定同位素作为一种强大的示踪工具，其在解析生物地球化学循环、食物网结构、生物生理过程以及环境污染溯源等方面的独特优势，使其在近几十年来成为生态学和环境科学研究不可或缺的手段。本书系统地介绍了多种关键稳定同位素（如 ${}^{2} ext{H}$, ${}^{13} ext{C}$, ${}^{15} ext{N}$, ${}^{18} ext{O}$, ${}^{34} ext{S}$）的物理化学性质、测量技术（包括质谱仪原理与操作）、以及它们在自然界中的分馏机制。第一部分：基础理论与测量技术本书首先为读者构建了坚实的理论基础。详细阐述了同位素比值质谱（IRMS）的工作原理，包括进样系统、离子源、质量分析器和检测器的精密设计。我们不仅关注技术操作，更强调数据质量控制的重要性，涵盖了标准物质的选择、仪器校准的频率和方法，以及如何正确报告同位素比值（通常以 $delta$ 值表示）以确保结果的可比性与可靠性。理论部分深入剖析了同位素分馏效应。分馏是理解同位素在不同生物化学过程中的行为模式的关键。我们将酶促反应动力学、扩散过程、以及相变过程中同位素效应的定量模型进行了详尽的梳理。这部分内容对于准确解读生物体或环境样本中观察到的同位素信号至关重要，例如，光合作用对 ${}^{13} ext{C}$ 的选择性固定，以及不同水文过程中 ${}^{18} ext{O}$ 和 ${}^{2} ext{H}$ 的行为差异。第二部分：生态学中的应用在生态学领域，稳定同位素的应用极其广泛且深入。食物网结构与营养级联：本书详细论述了如何利用 ${}^{15} ext{N}$ 值的逐级增加来确定食物网中的营养级，并讨论了“基线”信号（Baselines）的构建方法。特别关注了在不同生态系统（如海洋、淡水、陆地森林）中基线信号的空间和时间变异性，以及如何应用混合模型（如 SIAR, MixSIAR）来量化物种的实际食源贡献比例，克服传统简单平均值分析的局限性。生物地理学与物种迁徙：稳定氢（${}^{2} ext{H}$）和氧（${}^{18} ext{O}$）同位素在水体中的空间格局（“气象梯度”和“局地水体效应”）被用作生物个体（如羽毛、毛发、鳞片）的“地理标签”。我们展示了如何利用这些区域性同位素地图来追踪鸟类、鱼类和哺乳动物的长期迁徙路径、繁殖地与越冬地的联系，为保护生物多样性提供关键的生态学证据。生理生态学与代谢率： ${}^{13} ext{C}$ 和 ${}^{15} ext{N}$ 也被用于解析生物体的物质流和能量代谢。例如，通过分析动物组织中 ${}^{13} ext{C}$ 标记的化合物，可以追踪特定碳源的利用效率。此外，氧同位素在水生生物的呼吸和能量平衡研究中也发挥着重要作用，帮助科学家理解环境温度、氧饱和度如何影响生物的能量预算。第三部分：环境科学中的应用本书的后半部分聚焦于稳定同位素在环境问题诊断与解决中的应用。水文循环与水资源管理： ${}^{2} ext{H}$ 和 ${}^{18} ext{O}$ 是追踪水循环路径的黄金标准。我们探讨了如何利用这些同位素信号来区分地表水、地下水、蒸发水和降水之间的来源差异，这对于评估水库补给、地下水资源的可持续性、以及识别水分蒸发损失的程度至关重要。同时，介绍了如何利用同位素气候学原理来重建古气候记录。污染物溯源与环境修复：在环境地球化学中，稳定同位素是识别污染源和理解污染物迁移转化的有力工具。例如，利用 ${}^{13} ext{C}$ 和 ${}^{34} ext{S}$ 分析石油烃类或含硫化合物，可以明确区分不同类型的石油泄漏源。对于微生物降解过程，特定污染物（如氯代烃或硝酸盐）的同位素分馏可以揭示生物降解的程度和速率，为生物修复策略的有效性评估提供定量依据。土壤碳氮循环与全球变化：土壤有机质的稳定同位素特征反映了其形成历史和分解动态。本书深入讨论了 ${}^{13} ext{C}$ 在不同土壤有机质组分（如微生物生物量、难分解残体）中的分布，以及 ${}^{15} ext{N}$ 在硝化、反硝化和固氮过程中的转化。这些信息直接关系到全球碳汇和温室气体排放的核算。结论与展望本书最后对稳定同位素技术的发展趋势进行了展望，包括新型高精度分析仪器的出现、同位素成像技术（Compound-Specific Isotope Analysis, CSIA）的快速发展，以及与其他组学技术（如代谢组学）整合的可能性。通过翔实的案例分析和严谨的理论论述，本书力求为读者提供一个全面、实用且具有前瞻性的学习资源。本书的撰写严格基于已发表的、经过同行评审的科学文献，确保了内容的时效性和科学准确性。所有的技术描述和应用实例均来源于对该领域经典和最新研究的深入提炼与整合。