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生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。 相似文献
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黑色岩系成岩成矿过程中的生物地球化学作用 总被引：20，自引：3，他引：20
黑色岩系在其形成和发展中,特别是在成岩成矿过程中都离不开生物地球化学作用。通过对震旦纪一下古生代五套黑色岩系及其中四类矿床的矿物、岩石、地球化学及稳定同位素研究,从生物成矿的角度讨论了这些黑色岩系和矿床在成岩成矿过程中的生物地球化学作用,并强调生物地球化学元素循环及生物地球化学体系研究的重要性。 相似文献
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阐述了21世纪第一个十年生物地球化学领域的重要研究进展和未来可能的重点发展方向。在近代陆-海系统碳循环的库和通量上已经取得了重要进展,并发现了一些参与氮、硫循环新的微生物功能群。阐述了显生宙生物大灭绝期间碳循环异常的特点及其可能的原因,但对氮、硫循环的了解比较薄弱。地球早期的碳、硫循环与生命起源、大气和海洋水化学条件的关系已经取得重要认识。生物地球化学过程可以通过生态毒理,以及大气成分和海洋水化学条件的改变影响生命系统。微生物地球化学功能的微区、原位、痕量示踪等技术得到快速发展。未来将加强地质历史时期碳、氮、硫循环的定量分析以及空间变化的研究,各种元素循环之间的相互关系及其界面过程、极端环境的生物地球化学过程将进一步受到重视。生命科学领域重要技术的引入将提升生物地球化学过程的研究。 相似文献
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岩溶生物地球化学研究的进展与问题 总被引：2，自引：1，他引：1
在CO2-水-碳酸盐岩活跃的代谢体系中,由于参与岩溶作用过程的二氧化碳来源复杂,因而研究碳酸盐岩环境中二氧化碳在生物介导下所耦联的物质循环过程及其与全球变化的关系成为岩溶生物地球化学学科的主要内容,并使其成为现代岩溶学的重要分支。在分析国内外岩溶学、地球化学、生物学等交叉学科研究成果的基础上,本文简要评述了基于岩溶生物地球化学特性的水土流失与石漠化过程,碳酸盐岩矿物在生物作用下的化学风化、元素释放规律以及控制元素循环的界面过程,碳酸盐岩区土壤－大气界面下的气体循环及其控制因素和过程,碳酸盐岩区有机污染物在环境中的来源、分布规律与降解,微型生物在岩溶水体碳循环过程中的作用等主题的主要研究进展和存在的科学问题。因此,需要以CO2为核心把岩溶环境中不同尺度上生物有机体参与的地球化学过程联系起来,但人们对生物有机体是如何通过协同作用而改变岩溶环境的,还了解得很少。如果能查明碳酸盐岩一土壤一水一生物相互作用产生的功能,岩溶生物地球化学将进一步拓展CO2-水-碳酸盐岩相耦合的岩溶作用过程,并在岩溶资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景。因此,岩溶生物地球化学需要多学科的协同研究,特别是加强生物过程与岩溶过程的耦合研究,方能解决岩溶领域存在的生态环境问题。 相似文献
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对国际地球化学大会Goldschmidt 2011的基本情况、5个大会主题报告和23个分会报告作了较详细介绍与评述。这5个大会主题报告是:地幔中的挥发组分对板内岩浆作用的影响,地球深部挥发组分的循环:从远古到现代,利用地球化学信息研究末次冰川消退及其对河流的影响,外星大气:一个由热到可居住的世界,深海中的微生物群落与甲烷氧化作用。23个分会报告包括:宇宙化学,行星形成;早期地球:从地核到大气;地球深部动力学及其演化;从地幔至地壳:洋脊与板内岩浆活动;大陆壳的形成及演化;循环:俯冲,地幔楔与弧火山作用;地球环境演化;从纳米到大陆尺度界面与界面过程;火山与自然灾害地球化学;地球资源:能源;地球资源:矿;气候变化;大气气溶胶的源、汇及影响;风化、气候、构造与地表过程;海洋大气:过去与现在;人类活动产生的地球化学影响;生物地球化学:从微生物到宏观与循环;分析技术前沿;计算地球化学前沿;矿物学与矿物物理学前沿;水文地球化学与全球水资源可持续发展;一般主题;特别议题。文章重点阐述了国际地球化学目前的研究现状、热点领域、未来发展方向三个方面。对生物地球化学的研究现状与发展趋势作了专题评述。 相似文献
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磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈（地壳和上地幔）和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识： 磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内（陆地生态系统与海洋生态系统）的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。 相似文献
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汞是联合国环境规划署重点管控的全球性污染物.植被是联结大气圈与土壤圈的关键纽带,在全球汞生物地球化学循环中扮演着举足轻重的角色.植被生态系统是全球大气重要的汞汇,但由于大气-植被-土壤的汞界面交换过程及植物组织中汞的分布、来源与迁移转化规律及驱动机制认识不清,致使当前的全球汞生物地球化学循环模型缺失植被过程模块,无法厘定全球植被的大气汞汇通量.近年来迅速发展的汞同位素地球化学、同步辐射和微气象汞通量观测等新方法,为多层次解析不同类型植被与土壤及大气界面汞交换过程,阐明植物组织中汞的分布、来源与迁移规律提升了可能,能为进一步解决当前森林生态系统汞的生物地球化学循环的研究难点提供独辟蹊径的视角. 相似文献
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现代大洋不同热液区地球化学特征及微生物成矿 总被引：1，自引：0，他引：1
生物圈将地球其他圈层有机地联系在一起。已有研究发现,地质与生物密切相关,地质过程为生物提供生活场所、能量和营养物质,生物活动改变地质过程,如微生物改变洋壳和海洋的化学组成,生物地球化学循环改变元素的迁移。研究发现,陆地上已发现的一些矿床,是生物成矿的或与生物作用有关。微生物在现代大洋中的多金属结核和结壳的形成起到重要作用。对大 相似文献
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喀斯特地质与生态系统是地球表层系统中的重要组成部分,其变化将对其他地区以及整个地球系统产生影响.生物地球化学循环是全球和区域变化研究的核心内容,而生态系统的演化与系统内水分和养分的生物地球化学循环密切相关。因此,我们有必要将喀斯特生态系统纳入到更大区域或全球生态系统中进行分析研究,在充分研究认识整个喀斯特生态系统物质生物地球化学循环规律的基础上,进一步研究喀斯特生态系统的全球变化响应或影响机制,为喀斯特生态系统优化调控对策和措施提供科学基础。研究生态系统演化过程中物质的生物地球化学循环规律,是研究植物适生性、物种优化配置和适应性生态系统调控机理的关键基础。在介绍前人工作基础的同时,本文全面而概括地总结了我们近年利用元素、同位素(如δ13C、δ15N、δ34S、87Sr/86Sr)示踪和化学计量学理论和方法对喀斯特生态系统中不同界面和流域中物质的生物地球化学循环及其生态环境效应的研究成果。认识到:喀斯特流域生物地球化学循环活跃,相互耦合,并与流域生态环境变化相互制约;人类活动正干预流域物质的自然生物地球化学循环过程,并导致相应的生态和环境效应;全球变化科学深化有赖于区域生态环境变化及物质生物地球化学循环的研究。这些认识是我们将来系统深入开展喀斯特以及其他流域生态系统物质生物地球化学循环研究的重要方向。 相似文献
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生物地球化学作为一个学科包含4个概念,即生物地球化学量、流、群和场.这4个概念从不同角度描述了生命与其环境的关系.生物地球化学量探索生命及其无机环境在元素丰度上的相似性,这种相似性决定了生命体对环境化学状态的依赖性.生物地球化学流描写化学元素在生态系统中的迁移,此迁移导致了生命体与环境间的物质和能量交换.生物地球化学群描述化学元素在迁移转化时的复杂组合关系及其生物效应.生物地球化学场是生态系统中控制生物地球化学反应的各种环境营力的总和.生物地球化学模型即是这一综合力场及其对化学元素迁移转化影响的数学描述,DNDC模型即基于这些概念发展起来.DNDC模型可用来预测陆地生态系统中碳和氮的生物地球化学行为,该模型已被一些国家用来预测农业土壤的长期肥力和温室气体排放. 相似文献
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硅的生物地球化学循环研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
生命元素硅在陆地生态系统和水生生态系统中都扮演着重要的角色。它的生物地球化学循环与全球碳循环和全球气候交化密切相关。因此,近年来逐渐成为研究的热点。本文概述了近年来国内外有关硅的生物地球化学循环的研究进展,包括陆地和海洋中硅的生物地球化学循环过程及人类活动对硅循环的影响等方面,指出日前研究中存在的问题,展望了研究的重点。 相似文献
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水体内藻类的生物地球化学 总被引：3，自引：0，他引：3
藻类对水体内生命元素的转化及其分布、迁移的影响．是目前水体内藻类生物地球化学研究的重点内容。藻通过光合作用和生物矿化，控制着C、N、Si、P、S、Ca等元素在水体内的循环；驱动着C和S在水体和大气之间的交换，进而影响大气中的C和S。藻生物积累及其对环境变化的及时反馈，使藻类成为地球化学环境变化的生物指示物。本文对水体内藻类的生物地球化学进行了综述。 相似文献
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潮滩生态系统中生源要素氮的生物地球化学过程研究综述 总被引：2，自引：1，他引：1
海岸带潮滩生源要素生物地球化学循环过程是国际地圈生物圈计划（IGBP）、海岸带陆海交互作用（LOICZ）研究的重要内容,也是全球变化区域响应研究中的重要组成部分。在过去的10～20年之间,潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究得到了长足的发展。基于此,较为全面、系统地总结和分析了有关潮滩氮营养盐的来源、潮滩氮素的物理、化学和生物迁移转化过程及氮素地球化学循环过程中底栖生物效应等一系列研究成果,并提出了今后潮滩生源要素氮的生物地球化学循环研究重点和发展趋向。 相似文献
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中、新生代陆相沉积盆地生物地球化学循环、古环境与成矿 总被引：1，自引：0，他引：1
中新生代是地史上生物最为繁茂多样大发展和生物成矿的重要时期，陆相沉积盆地沉积岩中最为系统地保存了各种生物地化作用和过程的信息。研究中新生代陆相沉积的生物地球化学循环、古环境及成矿具有重要的意义，提出了开展该项研究的一些主要内容。 相似文献
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精确量化潜流带水文交换和生物地球化学反应一直是一个挑战,潜流带水文-生物地球化学研究的核心任务是将小尺度上的水文通量及生物地球化学反应动力学与更大尺度上它们对河流水质和生态的累积效应关联起来.基于潜流带水文-生物地球化学耦合原理,系统综述了渗流仪测量、测压管测量、示踪剂注射试验、温度示踪等潜流带水文学研究方法以及野外示踪试验、室内培养试验等生物地球化学研究方法,针对性地评述了潜流带水文-生物地球化学过程在更大尺度上的累积效应及其对河流生态系统的重要意义,并指出未来的研究将从潜流带研究技术方法的先进化、水文地貌理论与模型的深入化和潜流带生物地球化学过程的尺度化等方面持续地发展. 相似文献
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本期《第四纪研究》希望通过发表一组研究论文来促进第四纪生物地球化学的发展。生物地球化学在全球环境变化研究中的重要性是不容置疑的了。我们知道 ,上世纪 80年代 ,经过一系列的调研、评估和讨论 ,美国航空和宇航管理局地球系统科学委员会在 1 985年得出结论 :“将地球上存在生命的部分当作生物圈的思想是由奥地利地质学家修斯早在1 875年引入的 ,后来被俄国化学家维尔纳茨基发展。然而 ,仅在这几年我们才认识到地球上这一单薄的生命层是由全球生物地球化学循环支撑和维持的。”对生物地球化学重要性的这一重新认识 ,直接决定了国际地圈… 相似文献
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大气气溶胶地球化学研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
大气气溶胶地球化学研究进展刘广深，洪业汤（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词大气，气溶胶，生物地球化学循环天然和人为的颗粒物发生过程使低层大气尤其是对流层，成为大气气溶胶的圈层。大气气溶胶在地球表面无时无处不在，对人类生活和自然过程有... 相似文献
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砷的地球化学特征与研究方向 总被引：2，自引：1，他引：1
砷的毒性在古代就因砒霜而广为人知,国际癌症研究会将砷列为第一类致癌物。目前,世界上有数以百万计的人受到砷中毒的威胁,砷污染事件在世界范围都有报道。环境中的砷的来源很复杂,有自然因素引起的砷污染(主要是地质成因砷污染),也有人为活动带来的砷污染,还有二者共同作用形成的砷污染。此外,砷还可以通过各种自然的地球化学过程和生物过程进行迁移转化,直接或间接对人和动物等产生危害。文章从砷的来源与分布、砷的毒性和危害、砷的迁移转化、生物在砷循环中作用的新认识等方面进行论述,并针对目前国内外砷污染研究现状,提出在已有研究基础上,建议在河套地区进一步开展砷元素地球化学及人体健康关系研究。 相似文献