"中國學科發(fā)展戰(zhàn)略"叢書由以院士為主體、眾多專家參與的學科發(fā)展戰(zhàn)略研究組經(jīng)過深入調查和廣泛研討共同完成,涉及自然科學各學科領域。旨在系統(tǒng)分析有關學科的發(fā)展態(tài)勢和規(guī)律,提煉關鍵學科理論和技術問題,提出學科創(chuàng)新發(fā)展的新思想和新方法,并為學科的均衡發(fā)展提供政策和措施建議!吨袊鴮W科發(fā)展戰(zhàn)略·土壤生物學》系統(tǒng)梳理了土壤生物學學科的發(fā)展歷程,總結了學科發(fā)展規(guī)律和內在邏輯,前瞻了學科中長期發(fā)展趨勢,同時面向我國現(xiàn)代化建設的長遠戰(zhàn)略需求,提煉出學科前沿的重大科學問題和符合中國發(fā)展需求的新問題和重大戰(zhàn)略方向。本書不僅能夠幫助科技工作者洞悉學科發(fā)展規(guī)律、把握前沿領域和重點方向,是科技管理部門重要的決策參考;同時也是社會公眾了解生物學發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的重要讀本。
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目錄
總序i
前言v
摘要ix
Abstractxxi
第一章學科發(fā)展任務和戰(zhàn)略地位1
第一節(jié)土壤生物學的研究任務與意義1
第二節(jié)土壤生物學的學科戰(zhàn)略地位3
一、我國土壤科學發(fā)展的需要3
二、我國土壤生物學發(fā)展在國際競爭中的地位4
第二章學科發(fā)展歷程與態(tài)勢7
第一節(jié)土壤生物學發(fā)展的概要回顧7
第二節(jié)土壤生物學的發(fā)展態(tài)勢分析8
一、土壤生物多樣性和時空變異規(guī)律8
二、土壤生物與元素生物地球化學循環(huán)9
三、土壤生物與土壤肥力12
四、土壤生物與全球變化14
五、土壤生物與污染修復16
第三節(jié)我國土壤生物學的發(fā)展與主要成就17
一、我國土壤生物學發(fā)展的簡要回顧17
二、我國土壤生物學的主要進展18
第四節(jié)未來5~10年擬重點發(fā)展的研究方向與科學問題18
第三章土壤生物網(wǎng)絡與生態(tài)服務功能22
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值22
第二節(jié)關鍵科學問題26
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議27
一、土壤生物網(wǎng)絡結構的刻畫與關鍵網(wǎng)絡環(huán)節(jié)的確定27
一、土壤生物網(wǎng)絡結構與生態(tài)進化理論的結合及發(fā)展27
三、農田土壤生物網(wǎng)絡和生態(tài)服務的調控29
四、兼顧生物網(wǎng)絡與功能的時空尺度29
五、土壤生物網(wǎng)絡和生態(tài)服務的穩(wěn)定性及調控機制30
第四章土壤微生物時空演變規(guī)律33
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值33
第二節(jié)關鍵科學問題35
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議36
一、土壤微生物多樣性及其測度指標36
二、土壤微生物時空演變驅動機制36
三、土壤微生物時空演變的尺度效應37
四、我國主要類型土壤微生物的空間分布格局38
五、土壤微生物時空演變格局的理論框架和模型40
六、土壤微生物與植物的相互作用/共進化演變格局41
第五章土壤生物地球化學循環(huán)的微生物驅動機制45
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值45
第二節(jié)關鍵科學問題50
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議50
一、土壤生源要素循環(huán)過程的微生物驅動機制50
二、環(huán)境因予影響土壤碳、氮、磷循環(huán)的微生物響應與反饋機制52
三、土壤生源要素耦合的微生物聯(lián)作機制53
四、土壤關鍵生物地球化學過程的計量學53
第六章土壤生物與土壤肥力56
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值56
第二節(jié)關鍵科學問題60
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議61
一、土壤微生物與土壤養(yǎng)分轉化和固持62
二、土壤微生物及微生物根系互作與土壤酸化逆境62
三、生物固氮在提高氮素高效利用中的作用機制63
四、菌根與磷素高效利用機制64
五、土壤益生菌與養(yǎng)分高效利用機理64
六、拮抗菌與根系健康及養(yǎng)分利用65
第七章土壤生物與全球變化67
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值67
第二節(jié)國內外發(fā)展趨勢分析68
第三節(jié)關鍵科學問題77
第四節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議78
一、土壤生物群落響應及適應全球變化的中長期定位觀測研究78
二、溫室氣體產(chǎn)生和轉化的生物學機理及其對全球變化的響應78
三、全球變化背景下“地上-地下”生物互作機理及其演替79
四、全球變化背景下土壤動物入侵的生態(tài)學效應79
五、土壤生物對全球變化多因子耦合作用的響應79
六、全球變化敏感區(qū)域土壤微生物群落和功能的演變與適應80
七、土壤生物地球化學過程與全球變化模式的融合80
第八章土壤生物與土壤污染83
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值83
第二節(jié)國內外發(fā)展趨勢分析84
第三節(jié)關鍵科學問題90
笫四節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議91
一、土壤污染背景下微生物群落結構和多樣性的演變及生態(tài)效應91
二、土壤污染物的生物轉化和清除機制92
三、病原菌和抗性基因(及耐藥菌)在土壤中的分布規(guī)律與傳播機制93
四、土壤污染的生物監(jiān)測原理與技術94
五、污染土壤生物修復原理與技術95
第九章土壤生物一物理一化學界面過程100
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值100
第二節(jié)關鍵科學問題104
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議106
一、微生物胞外電子傳遞機制106
二、土水界面和根土界面中微生物介導的物理化學反應過程與機理107
三、微生物驅動的礦物形成與轉化109
四、土壤結構中生物和物理過程互作機理及其調控作用110
第十章土壤生物研究方法與平臺113
第一節(jié)科學意義與戰(zhàn)略價值113
第二節(jié)關鍵科學問題117
第三節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向和建議119
一、土壤生物多樣性的組學研究119
二、土壤微生物的單細胞篩選119
三、土壤生物功能的原位表征技術l20
四、土壤生物學野外聯(lián)網(wǎng)綜合研究平臺122
五、土壤生物信息分析123
第十一章資助機制和政策建議126
第一節(jié)建設土壤生物學多學科交叉卓越研究中心127
第二節(jié)組織國家/國際層面的大型科學研究計劃127
第三節(jié)在基礎研究層面部署重點研究項目128
第四節(jié)在應用研究層面加強與政府鄆企業(yè)的合作128
第五節(jié)加強人才培養(yǎng)和國際合作128
附錄國際土壤生物學重大研究計劃介紹130
1研究計劃一:英國土壤生物多樣性研究計劃130
2研究計劃二:土壤生物地球化學的界面過程132
3研究計劃.歐洲土壤生態(tài)功能與生物多樣性指示物種研究134
索引138