《土壤与人类健康》主要论述了土壤在人类生存和发展以及环境安全中的战略地位。
全书共15章,主要讨论了土壤和生物质生产,土壤和温室效应,土壤发射温室气体(CO2、CH4和N2O)的数量和全球平衡账,土壤对CO2的吸收和缓冲作用,土壤生物质与黏土矿物的复合作用,土壤污染及其生物修复,微生物对重金属的超积聚能力以及渍水土壤特性及其生态效应等。
《土壤与人类健康》可供大专院校师生、科学研究单位的专家和学者、有关企业领导和工程技术人员等阅读和参考。
不久前,我和同事们编著出版了《低碳农业——全球环境安全和人类健康必由之路》和《土壤生态毒理学和环境生物修复工程》等5部著作。这些著作全面论述了环境安全和人类健康的密切关系。
众所周知,土壤是最重要的自然环境资源。全球90%以上的粮食、纤维、糖料和建筑材料等都源自土壤。这充分印证了古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)的格言。他赋予了“土壤是无限生命之源”的美誉。勤劳和智慧的中国人民则给土壤以更高的评价,即“土壤是万物之母”(被国际上广泛引用的格言)。由于人类的生存和发展,土壤又成为人类抛弃大量废弃物的容库,从而掩盖了人类的一些错误和疏忽。因此,人类应当正确地管理土壤,以保护人类的生存环境,确保人类健康长寿。
对土壤的所有实际用途,高度的可变性以及复杂性而言,特别是从化学和生物学观点出发,它也是不可更新的。因此,如果人类要最有效地利用它,为人类生产粮食和纤维,同时也要为人类的子孙后代造福而保护它,那么人类就需要最大可能地了解土壤的本质和特性。这种了解在过去因使用新的和改进的分析方法而有了巨大的增长。以使用现代化技术和由过去的经验所获得的见解为基础的新方法,正在不断涌现。据此,土壤与人类健康便成为人们所关注的一门新兴的学科,并得到了迅速的发展。
本书对土壤与人类健康的关系进行了深入和全面的论述。全书共分15章,第一章至第七章论及了土壤对人类生存和发展的重要作用,土壤和生物质生产,土壤代谢和温室效应,土壤发射的温室气体(CO2、CH4和N2O)的数量和全球平衡账,土壤对二氧化碳(CO2)的吸收和缓冲作用;第八章至第九章讨论了土壤有机质和生物分子与黏土矿物的复合作用;第十章至第十四章叙述了土壤污染及其生物修复工程的理论与实践。最后一章讨论了极其重要的土壤资源,即渍水土壤,特别是水稻田的土壤特性及其生态效应。
本书能及时出版,完全得益于中国农业科学技术出版社编辑及其领导的关心和支持,得益于中国农业科学院、浙江大学和武汉大学以及江苏晴兰生态农业有限公司的教授、专家和学者们的撰稿和审阅。在此,对他们的辛勤劳动和巨大的付出表示衷心的感谢。
最后,十分感谢我国著名的农业遥感与信息专家、著名土壤学家王人潮老师不顾八秩高龄为这部新作《土壤与人类健康》一书作序。掩卷长思,感慨万千,但愿这部新作能为环境安全和人类健康作出一点有益的贡献。谢谢!
闵九康,著名土壤生物学家,原中国农业科学院土壤肥料研究所所长、国务院特殊津贴获得者。我国植物营养学、土壤肥力、土壤酶学首席专家。留法博士,中国农业科学院研究生院博士生导师,精通英、法、德、俄、西班牙等多国语言。
出版了《持续农业与生物肥料》《氮肥发展的闪光点》《楝树:致富脱贫之树》《土壤生物化学》《生物肥力与持续农业》《农业土壤中的氮》《土壤分析法》和《生物质在现代农业中的重要作用》等16部著作和译作。
第一章 土壤和生物质生产
一、导言
二、全球碳循环和生物质生产
三、生物质的结构化合物
四、微生物的细胞壁
五、植物可溶性物质、根系及其分泌物
六、土壤有机质的形成
七、土壤有机质的组分
八、土壤有机质的数量和分布
第二章 土壤代谢和温室效应
一、导言
二、温室效应和全球变暖
三、温室气体(CO2、CH4、N2O和NH3)的大气化学特性和臭氧层的破坏
四、温室气体对全球变暖潜势的影响
五、温室效应对农业和环境的影响
六、温室气体的发射量
七、温室气体在陆地和大气之间的交换作用
八、C02的起源和全球平衡账
九、不同湿地的碳平衡账
十、全球甲烷(CH4)的平衡账
十一、控制水稻田发射CH4的过程
十二、全球氧化亚氮(N2O)的平衡账
十三、氨(NH3)的全球平衡账
十四、硫化合物的全球平衡账
第三章 土壤发射的二氧化碳(CO2)及其调控
一、导言
二、光合作用是CO2转移的第一过程
三、土壤发射的CO2
四、二氧化碳可视为是一种天然气体
五、土壤发射CO2的机制
六、影响土壤发射CO2的因子及其调控
第四章 土壤发射的甲烷(CH4)及其平衡账
一、导言
二、甲烷是天然气体
三、大气中甲烷的源与汇
四、水田和湿地是甲烷的主源
五、甲烷生成过程
六、甲烷的发射量及其消耗
七、调节甲烷发射量的因子
八、水稻田的全球分布
九、水稻田的CH4通量
十、食草动物产生的CH4
十一、生物质燃烧和填埋场的CH。发射量
第五章 土壤发射的氧化亚氮(N2O)及其平衡账
一、导言
二、氧化亚氮(N2O)可视为一种天然气体
三、土壤中N2O的形成机制
四、影响N2O发射的因子
五、土壤向大气转移N2O的调节过程
六、土壤发射N2O的数量
七、降低土壤发射N2O的战略
八、防止气态氮(N)损失的重要意义
第六章 土壤微生物群落和碳(C)通量
一、导言
二、细胞水平上的碳流(通量)
三、碳代谢速率对土壤碳流过程的影响
四、碳流:种群和群落
五、土壤水平的碳流(通量)
六、农业生态系统与其他生态系统的比较
七、土壤碳一微生物相互作用对农业生态系统的影响
八、结论
第七章 土壤对二氧化碳(CO2)的吸收和缓冲作用
一、导言
二、CO2的起源与发生
三、光合作用对CO2的固定效率
四、植物的光合作用器及其特征
五、增加大气中CO2浓度对光合作用的影响
六、光合作用对CO2浓度的适应性
……
第八章 土壤生物分子和黏土矿物的复合作用
第九章 土壤生物质对微量营养元素有效性的影响
第十章 土壤有毒化合物的迁移和归宿
第十一章 土壤重金属及其向食物链的转移
第十二章 土壤污染的生物修复工程
第十三章 土壤和水体生态系统中重金属的生物修复工程
第十四章 真菌在土壤生物修复工程中的应用
第十五章 渍水土壤及其生态效应
附录Ⅰ 美国科学院院士发表的气候问题公开信《气候变化与科学整合性》
附录Ⅱ 名词解释
附录Ⅲ 国际制单位换算表
参考文献