Frontiers in Soil Science Research pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:80

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 23.73

装帧:

isbn号码:9780309138918

丛书系列:

图书标签:

Soil Science
Frontiers
Research
Agriculture
Ecology
Environmental Science
Geochemistry
Pedology
Sustainability
Land Management

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具体描述

There has been renewed interest in soil and soil science in recent years as the recognition that biogeochemical processes that occur at the Earth's surface influence global climate change, land degradation and remediation, the fate and transport of nutrients and contaminants, soil and water conservation, soil and water quality, food sufficiency and safety, and many other issues pertinent to the stewardship and conservation of land and water resources. In some areas of the Earth we have approached near irreversible soil conditions that may threaten the existence of future generations. Understanding the long-term implications of decreased soil quality and addressing the aforementioned challenges will require new information based on advances and breakthroughs in soil science research that need to be effectively communicated to stakeholders, policy makers, and the general public. On December 12-14, 2005, the National Academies convened the Frontiers in Soil Science Research Workshop, summarized in this volume, to identify emerging areas for research in soil science by addressing the interaction of soil science subdisciplines, collaborative research with other disciplines, and the use of new technologies in research. The workshop focused around seven key questions addressing research frontiers for the individual soil science disciplines, and also addressing the need for integration across soil science with other disciplines.

土壤科学研究前沿：探寻隐匿于地下的生命脉动与未来之路土壤，这片覆盖在我们脚下、承载着万千生命的土地，远非我们日常所见的枯燥泥土。它是一个复杂而动态的生态系统，是连接地质、生物、化学、物理以及气候变化等诸多领域的核心枢纽。土壤科学，正是致力于揭示这片地下世界的奥秘，理解其功能，并探索其在应对全球挑战中的关键作用。本书《土壤科学研究前沿》并非对某一特定研究领域的浅尝辄止，而是意在勾勒出当前土壤科学领域最活跃、最具突破性、且最具前瞻性的研究图景。它汇聚了来自世界各地顶尖学者的智慧结晶，深入探讨了土壤科学研究中那些引领学科发展、解决现实问题的最新进展和未来方向。本书的研究内容涵盖了土壤科学的多个维度，每一个维度都代表着当前该领域最前沿的探索和思考。一、土壤生物多样性与生态功能：地下世界的生命交响曲土壤是地球上最丰富的生物多样性宝库之一。从肉眼不可见的微生物，到土壤中的宏观生物，它们共同谱写着一曲壮丽的地下生命交响曲。当前，土壤生物学研究的焦点正以前所未有的广度和深度，揭示这些生命体如何与土壤环境相互作用，以及它们在维持土壤健康、促进植物生长、分解有机物、固碳减排等关键生态功能中的作用。本书将深入探讨土壤微生物群落结构、功能及其动态变化。通过先进的宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和宏代谢组学等“多组学”技术，科学家们能够以前所未有的分辨率解析土壤中微生物的组成、功能基因、代谢途径以及它们之间的相互交流。例如，针对特定土壤生态系统（如农田土壤、森林土壤、草地土壤、极端环境土壤等）的微生物群落进行深度测序，以揭示不同环境压力下微生物的适应性策略和驱动因子。研究将聚焦于那些对养分循环（如氮、磷、硫）至关重要的微生物类群，例如固氮菌、解磷菌、硝化反硝化细菌等，解析它们在环境变化（如气候变暖、土地利用方式改变）下的响应机制。此外，本书还将关注土壤动物在土壤生态系统中的作用。除了大家熟知的蚯蚓、螨虫、弹尾虫等，科学家们正在深入研究这些土壤动物如何影响土壤团聚体形成、水分渗透、养分释放，以及它们作为生物指示剂在评估土壤健康方面的潜力。例如，研究将探讨土壤线虫群落结构与土壤健康状况的关联性，揭示不同类型的线虫在土壤食物网中的位置以及它们对土壤生物地球化学过程的影响。更重要的是，本书将整合微生物和土壤动物的协同作用，探究它们在维持土壤固碳能力、净化污染物、控制病原体传播等复杂功能中的整体贡献。例如，研究将深入解析微生物在分解土壤有机质、释放温室气体（如二氧化碳、甲烷）过程中的关键酶系和代谢途径，以及土壤动物通过物理扰动和物理化学过程如何影响这些微生物的活性。同时，对于微生物与植物根系互作（根际微生态）的研究也将是重点，包括共生菌（如菌根真菌、根瘤菌）如何促进植物吸收养分和水分，以及抗病促生菌如何提高植物的抗逆性。二、土壤碳封存与气候变化：地下碳库的守护者土壤是地球上最大的陆地碳库，其固碳能力对调节全球气候变化具有至关重要的意义。当前，土壤科学研究的一个核心议题便是如何最大化土壤的碳封存潜力，减缓大气中温室气体浓度的升高。本书将详细介绍土壤有机碳的形成、转化和分解机制。研究将运用先进的同位素示踪技术和先进的土壤有机质模型，解析不同来源的有机质（如植物残体、动物粪便、微生物死亡细胞）在土壤中的命运，以及它们如何转化为稳定存在的腐殖质。例如，研究将探讨长期施肥、免耕、覆盖种植等不同农耕措施对土壤有机碳储量的影响，以及它们对土壤碳循环的长期效应。本书还将关注土壤微生物在碳循环中的双重角色：一方面，它们通过分解有机物释放二氧化碳， contributes to greenhouse gas emissions；另一方面，它们也能通过合成新的有机质来封存碳。研究将聚焦于那些能够促进土壤碳固定的微生物群落，例如纤维素降解菌、木质素降解菌以及能够通过其分泌物形成稳定团聚体的微生物，解析它们在碳封存过程中的作用机制。此外，本书还将深入探讨土壤水文过程与碳循环的相互作用。研究将揭示水分状况（如干旱、洪涝）如何影响土壤微生物的活性，从而改变土壤碳的释放和封存速率。例如，研究将关注土壤通气性、孔隙结构等物理性质如何影响土壤中氧气的供应，进而影响微生物的呼吸作用和有机质分解。针对气候变化引发的土壤碳释放风险，本书也将进行深入探讨。例如，随着全球气温升高，土壤中的有机质分解可能会加速，释放更多的二氧化碳，形成一种“正反馈”效应，加剧气候变暖。研究将利用模型模拟和实地观测，评估不同气候情景下土壤碳库的稳定性，并提出减缓碳释放的策略。三、土壤退化与修复：重塑健康土壤的希望土地退化是全球面临的严峻挑战，它威胁着粮食安全、水资源可持续性以及生物多样性。土壤侵蚀、盐碱化、土壤板结、养分耗竭、有机质流失等问题，都在削弱土壤的生产力和生态功能。土壤修复与生态恢复，正是致力于扭转这一颓势，重塑健康土壤的希望。本书将系统性地梳理导致土壤退化的主要驱动因素，包括不合理的土地利用、过度耕作、不当的灌溉方式、工业污染等。研究将利用遥感技术、地理信息系统（GIS）和现场调查，对大范围的土壤退化状况进行评估和监测，识别退化区域的特点和成因。在土壤修复技术方面，本书将重点介绍当前最前沿的生物修复、化学修复和物理修复策略。生物修复方面，将聚焦于利用微生物、植物（如超富集植物）以及土壤动物来降解污染物、修复土壤结构、提高土壤肥力。例如，研究将探讨如何筛选和培养具有特定降解能力的微生物，或利用植物根系分泌物来促进土壤中重金属的固定或迁移。化学修复方面，将关注如何利用改良剂（如石灰、石膏、生物炭）来调节土壤pH值、改善土壤盐碱度、提高土壤阳离子交换量，从而恢复土壤的理化性质。例如，生物炭作为一种有机改良剂，不仅能够提高土壤保水保肥能力，还能促进土壤微生物活性，并具有一定的固碳潜力。物理修复方面，将介绍如何通过耕作方式的改良（如免耕、保护性耕作）、水利措施（如排水、灌溉）以及工程措施（如等高线耕作、植树造林）来防止土壤侵蚀、改善土壤通气透水性、恢复土壤结构。本书还将强调综合性土壤修复策略的重要性，即结合多种技术手段，针对具体退化类型和环境条件，制定因地制宜的修复方案。例如，在盐碱化土地修复中，可能需要结合排水、灌溉、施用改良剂和种植耐盐植物等多种措施。四、土壤信息学与大数据：解锁土壤数据的力量随着传感器技术、物联网（IoT）、遥感技术和高通量测序技术的飞速发展，土壤科学领域积累了海量的多源异构数据。土壤信息学和大数据分析，正成为挖掘这些数据潜力，推动土壤科学研究范式转变的关键。本书将介绍土壤信息学在数据采集、存储、管理、处理和可视化方面的最新进展。研究将关注如何构建统一的土壤数据库，整合来自不同来源的数据，例如土壤理化性质数据、土壤养分数据、土壤微生物基因组数据、土壤水分传感器数据、遥感影像数据等。大数据分析方法在土壤科学中的应用将是重点。本书将探讨如何利用机器学习、深度学习、人工智能（AI）等技术，从海量土壤数据中挖掘隐藏的规律，预测土壤性能，优化土壤管理。例如，利用机器学习模型，可以基于土壤属性、气候条件和历史数据，预测农作物产量，或预测土壤侵蚀风险。本书还将关注土壤数字孪生（Digital Twin）的概念。通过建立土壤的虚拟模型，整合实时的监测数据，可以实现对土壤状态的实时模拟、预测和优化管理。例如，在精准农业领域，可以为每一块农田建立数字孪生模型，根据模型预测结果，为农作物提供最适宜的水肥管理方案。此外，本书还将探讨土壤信息学在土壤科学知识发现和决策支持中的作用。通过构建知识图谱，可以系统性地梳理和连接土壤科学领域的知识，为研究人员、政策制定者和农民提供科学的决策依据。五、土壤科学与可持续发展目标：守护地球的未来土壤科学与联合国可持续发展目标（SDGs）紧密相连，尤其是在实现“零饥饿”（SDG 2）、“清洁饮水和卫生设施”（SDG 6）、“气候行动”（SDG 13）、“陆地生物”（SDG 15）等目标方面发挥着不可替代的作用。本书将深入阐述土壤科学研究如何为实现这些目标提供科学支撑。例如，通过提高土壤肥力、改善土壤结构，土壤科学能够保障粮食安全，减少对化肥农药的依赖，符合“零饥饿”的目标。通过修复被污染的土壤，保护土壤水源涵养能力，能够为“清洁饮水和卫生设施”提供保障。通过增加土壤碳封存，减缓温室气体排放，能够为“气候行动”做出贡献。通过保护土壤生物多样性，恢复退化的生态系统，能够为“陆地生物”的保护提供科学依据。本书还将探讨土壤科学在应对全球挑战，如人口增长、资源短缺、环境污染等方面的潜力。例如，如何通过集约化、可持续的土壤管理模式，在有限的土地资源上实现更高的作物产量。如何利用土壤的净化能力，处理生活污水和工业废弃物，减少对水体的污染。结语：《土壤科学研究前沿》不仅仅是一本学术著作，它更是一次对我们赖以生存的这片土地的深入致敬。本书所展现的土壤科学研究成果，不仅在理论上具有重要的突破性，更在实践中蕴含着解决现实问题的巨大潜力。从探寻地下生命的奥秘，到守护地球的碳库，再到重塑健康土壤的希望，以及利用科技解锁土壤数据的力量，本书为我们描绘了一幅关于土壤科学的宏伟蓝图，并指引着我们走向一个更加可持续的未来。阅读本书，将使您深刻理解土壤的价值，认识到土壤科学研究对于人类福祉和地球健康的至关重要性。它将激励我们更加关注土壤、保护土壤，并积极参与到土壤科学的研究和实践中来，共同守护这片孕育生命的宝贵财富。