地球生物学-中国学科发展战略

目录
总序i
前言vii
**章地球生物学概述1
**节地球生物学的定义、学科地位与发展现状1
一、地球生物学的定义1
二、地球生物学的研究对象3
三、地球生物学的学科地位4
四、地球生物学的特点4
五、国际地球生物学的发展现状5
六、中国地球生物学的发展现状11
第二节地球生物学的主要研究进展、重大科学问题和研究内容15
一、地球生物学的主要研究进展15
二、地球生物学要解决的重大科学问题23
三、地球生物学的主要研究内容、发展重点和应用前景25
参考文献29
第二章早期生命起源、演化及其环境背景38
**节宜居行星的形成与地球生命起源38
一、早期地球环境与生命起源39
二、氢、氮、磷和金属蛋白等生源要素的形成环境44
三、*早的生命记录与早期生物圈46
第二节前寒武纪主要的微生物功能群及其演化51
一、厌氧微生物与化能自养微生物群52
二、光合自养微生物的出现及其对大气海洋系统的影响54
三、真核生物的起源与早期演化57
第三节大气成氧、海洋化学演化与微生物相互作用60
一、大气成氧事件与大气圈演化阶段60
二、海洋氧化与海水化学条件演变67
三、大气海洋系统演化与微生物相互作用73
第四节未来突破方向80
一、大气成氧机制及其对地球环境的影响过程80
二、海洋化学转换对元素化学循环的影响机制81
三、地球早期环境演变对生命演化的控制机制81
参考文献一82
第三章新元古代以来生态系统的演变和环境背景102
**节新元古代地球环境与后生动物起源、辐射103
一、新元古代环境背景103
二、埃迪卡拉纪动物起源与寒武纪生物大爆发104
三、埃迪卡拉纪与寒武纪生物演化与环境的关系109
第二节古生代三叠纪海洋生态系统演变与环境背景112
一、古生代三叠纪构造演化与环境背景113
二、海洋生态系统演变与生物辐射事件115
笫三节古生代三叠纪海洋生物灭绝事件122
一、奥陶纪末期生物灭绝事件125
二、泥盆纪生物灭绝事件127
三、石炭纪中期生物灭绝事件128
四、二叠纪三叠纪之交生物集群灭绝事件130
五、三叠纪末期生物灭绝事件131
第四节未来突破方向132
一、高精度年代地层框架132
二、生物多样性的定量统计132
三、地质事件过程的异同对比和模式分析133
四、生物灭绝的环境机制133
参考文献136第四章地质微生物功能群及其生物地球化学过程对环境变化
的响应与反馈149
**节重大地质突变期的生物地球化学异常及其对环境的响应149
一、碳循环异常149
二、硫循环异常156
三、氮循环异常163
四、碳氮硫循环异常记录的生物与大气、海洋环境之间的
相互作用168
第二节地质微生物对地质环境的分子响应169
一、重建古温度的微生物指标170
二、指示古水文事件的微生物指标175
三、重建古大气c02分压的微生物同位素组成177
第三节地质微生物功能群通过生物地球化学过程对地质环境的
作用177
一、与甲烷循环有关的地质微生物功能群的地质作用178
二、与硫代谢相关的微生物功能群及其地质作用180
三、与氮代谢相关的微生物功能群的地质作用183
四、参与铁氧化还原的微生物功能群的地质作用190
第四节未来突破方向194
一、重大地质突变期的生物地球化学循环194
二、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的响应195
三、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的作用196
参考文献198
第五章微生物地质作用229
**节微生物与矿物的相互作用229
一、矿物与生物的协同演化230
二、微生物与矿物相互作用的模式232
三、半导体矿物与非光合微生物的相互作用232
四、白云石的微生物成因233
五、微生物与黏土矿物的相互作用234
六、矿物治理环境237第二节微生物的沉积成岩作用238
一、磷块岩239
二、微生物碳酸盐岩241
第三节未来突破方向244
一、矿物微生物的地质历史意义245
二、在治理污染环境中的应用246
三、微生物通过矿物如何调控全球气候246
参考文献247
第六章极端环境微生物与深部生物圈254
**节微生物对极端物理环境因子的响应254
一、微生物对高温的响应254
二、微生物对高压的响应259
三、微生物对辐射的响应262
第二节微生物对极端化学环境因子的响应265
一、缺氧环境265
二、高盐环境265
三、高酸环境271
四、碱性环境273
第三节生命的边际274
一、能量代谢是生命与环境协同演化的桥梁275
二、生命演化的分子基础来源于对温度的适应性276
参考文献278
第七章太空环境对地球生命的影响及地外生命探测293
**节太空环境对地球环境和生命的影响293
一、宇宙射线对地球环境及生命的影响293
二、大阳活动对地球环境及生命的影响298
三、小天体撞击对地球环境及生命的影响304
第二节地外生命探测技术306
一、轨道器探测306
二、原位探测技术309
三、地外样品研究314
四、地外智能生命探测技术315
五、地外生命的相似性研究技术316
第三节识别生命在地球以外环境存在的可能性和特征319
一、前生命物质的形成与演化319
二、宇宙宜居住环境的特征分布与探测322
三、火星的可能生命标志信息323
四、木卫二的可能生命标志信息331
五、土卫六的可能生命标志信息333
六、土卫二的可能生命标志信息334
参考文献335
第八章中国地球生物学发展的建议与措施350
一、尽快建立深时环境变化与生物演化中国研究计划350
二、加强中国地圈生物圈观测网的地球生物学特色356
三、加强地球生物学的学科建设和创新人才的培养358
四、创建有中国特色的地球生物学359
参考文献360
关键词索引362
彩图369
目录
总序i
前言vii
**章地球生物学概述1
**节地球生物学的定义、学科地位与发展现状1
一、地球生物学的定义1
二、地球生物学的研究对象3
三、地球生物学的学科地位4
四、地球生物学的特点4
五、国际地球生物学的发展现状5
六、中国地球生物学的发展现状11
第二节地球生物学的主要研究进展、重大科学问题和研究内容15
一、地球生物学的主要研究进展15
二、地球生物学要解决的重大科学问题23
三、地球生物学的主要研究内容、发展重点和应用前景25
参考文献29
第二章早期生命起源、演化及其环境背景38
**节宜居行星的形成与地球生命起源38
一、早期地球环境与生命起源39
二、氢、氮、磷和金属蛋白等生源要素的形成环境44
三、*早的生命记录与早期生物圈46
第二节前寒武纪主要的微生物功能群及其演化51
一、厌氧微生物与化能自养微生物群52
二、光合自养微生物的出现及其对大气海洋系统的影响54
三、真核生物的起源与早期演化57
第三节大气成氧、海洋化学演化与微生物相互作用60
一、大气成氧事件与大气圈演化阶段60
二、海洋氧化与海水化学条件演变67
三、大气海洋系统演化与微生物相互作用73
第四节未来突破方向80
一、大气成氧机制及其对地球环境的影响过程80
二、海洋化学转换对元素化学循环的影响机制81
三、地球早期环境演变对生命演化的控制机制81
参考文献一82
第三章新元古代以来生态系统的演变和环境背景102
**节新元古代地球环境与后生动物起源、辐射103
一、新元古代环境背景103
二、埃迪卡拉纪动物起源与寒武纪生物大爆发104
三、埃迪卡拉纪与寒武纪生物演化与环境的关系109
第二节古生代三叠纪海洋生态系统演变与环境背景112
一、古生代三叠纪构造演化与环境背景113
二、海洋生态系统演变与生物辐射事件115
笫三节古生代三叠纪海洋生物灭绝事件122
一、奥陶纪末期生物灭绝事件125
二、泥盆纪生物灭绝事件127
三、石炭纪中期生物灭绝事件128
四、二叠纪三叠纪之交生物集群灭绝事件130
五、三叠纪末期生物灭绝事件131
第四节未来突破方向132
一、高精度年代地层框架132
二、生物多样性的定量统计132
三、地质事件过程的异同对比和模式分析133
四、生物灭绝的环境机制133
参考文献136第四章地质微生物功能群及其生物地球化学过程对环境变化
的响应与反馈149
**节重大地质突变期的生物地球化学异常及其对环境的响应149
一、碳循环异常149
二、硫循环异常156
三、氮循环异常163
四、碳氮硫循环异常记录的生物与大气、海洋环境之间的
相互作用168
第二节地质微生物对地质环境的分子响应169
一、重建古温度的微生物指标170
二、指示古水文事件的微生物指标175
三、重建古大气c02分压的微生物同位素组成177
第三节地质微生物功能群通过生物地球化学过程对地质环境的
作用177
一、与甲烷循环有关的地质微生物功能群的地质作用178
二、与硫代谢相关的微生物功能群及其地质作用180
三、与氮代谢相关的微生物功能群的地质作用183
四、参与铁氧化还原的微生物功能群的地质作用190
第四节未来突破方向194
一、重大地质突变期的生物地球化学循环194
二、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的响应195
三、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的作用196
参考文献198
第五章微生物地质作用229
**节微生物与矿物的相互作用229
一、矿物与生物的协同演化230
二、微生物与矿物相互作用的模式232
三、半导体矿物与非光合微生物的相互作用232
四、白云石的微生物成因233
五、微生物与黏土矿物的相互作用234
六、矿物治理环境237第二节微生物的沉积成岩作用238
一、磷块岩239
二、微生物碳酸盐岩241
第三节未来突破方向244
一、矿物微生物的地质历史意义245
二、在治理污染环境中的应用246
三、微生物通过矿物如何调控全球气候246
参考文献247
第六章极端环境微生物与深部生物圈254
**节微生物对极端物理环境因子的响应254
一、微生物对高温的响应254
二、微生物对高压的响应259
三、微生物对辐射的响应262
第二节微生物对极端化学环境因子的响应265
一、缺氧环境265
二、高盐环境265
三、高酸环境271
四、碱性环境273
第三节生命的边际274
一、能量代谢是生命与环境协同演化的桥梁275
二、生命演化的分子基础来源于对温度的适应性276
参考文献278
第七章太空环境对地球生命的影响及地外生命探测293
**节太空环境对地球环境和生命的影响293
一、宇宙射线对地球环境及生命的影响293
二、大阳活动对地球环境及生命的影响298
三、小天体撞击对地球环境及生命的影响304
第二节地外生命探测技术306
一、轨道器探测306
二、原位探测技术309
三、地外样品研究314
四、地外智能生命探测技术315
五、地外生命的相似性研究技术316
第三节识别生命在地球以外环境存在的可能性和特征319
一、前生命物质的形成与演化319
二、宇宙宜居住环境的特征分布与探测322
三、火星的可能生命标志信息323
四、木卫二的可能生命标志信息331
五、土卫六的可能生命标志信息333
六、土卫二的可能生命标志信息334
参考文献335
第八章中国地球生物学发展的建议与措施350
一、尽快建立深时环境变化与生物演化中国研究计划350
二、加强中国地圈生物圈观测网的地球生物学特色356
三、加强地球生物学的学科建设和创新人才的培养358
四、创建有中国特色的地球生物学359
参考文献360
关键词索引362
彩图369