地球生物学

中国学科发展战略丛书以中国科学院学部开展的"中国科学院学部学科发展战略研究项目"的研究成果为基础，由以院士为主体、众多专家参与的学科发展战略研究组经过深入调查和广泛研讨共同完成，旨在系统分析有关学科的发展态势和规律，提炼关键学科理论和技术问题，提出学科创新发展的新思想和新方法，并为学科的均衡发展提供政策和措施建议。《中国学科发展战略·地球生物学》系统梳理了我国地球生物学的发展历程，总结了其发展规律和内在逻辑，前瞻了其中长期发展趋势，同时面向我国现代化建设的长远战略需求，提炼出学科前沿的重大科学问题和符合中国发展需求的新问题和重大战略方向。

总序
前言
第一章地球生物学概述
第一节地球生物学的定义、学科地位与发展现状
一、地球生物学的定义
二、地球生物学的研究对象
三、地球生物学的学科地位
四、地球生物学的特点
五、国际地球生物学的发展现状
六、中国地球生物学的发展现状
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
一、地球生物学的主要研究进展
二、地球生物学要解决的重大科学问题
三、地球生物学的主要研究内容、发展重点和应用前景
参考文献
第二章早起生命起源、演化及其环境背景
第一节宜居行星的形成与地球生命起源
一、早期地球环境与生命起源
二、氢、氮、磷和金属蛋白等生源要素的形成环境
三、最早的生命记录与早期生物圈
第二节前寒武纪主要的微生物功能群及其演化
一、厌氧微生物与化能自养微生物群
二、光合自养微生物的出现及其对大气—海洋系统的影响
三、真核生物的起源与早期演化
第三节大气成氧、海洋化学演化与微生物相互作用
一、大气成氧事件与大气圈演化阶段
二、海洋氧化与海水化学条件演变
三、大气—海洋系统演化与微生物相互作用
第四节未来突破方向
一、大气成氧机制及其对地球环境的影响过程
二、海洋化学转换对元素化学循环的影响机制
三、地球早期环境演变对生命演化的控制机制
参考文献
第三章新元古代以来生态系统的演变和环境背景
第一节新元古代地球环境与后生动物起源、辐射
一、新元古代环境背景
二、埃迪卡拉纪动物起源与寒武纪生物大爆发
三、埃迪卡拉纪与寒武纪生物演化与环境的关系
第二节古生代—三叠纪海洋生态系统演变与环境背景
一、古生代—三叠纪构造演化与环境背景
二、海洋生态系统演变与生物辐射事件
第三节古生代—三叠纪海洋生物灭绝事件
一、奥陶纪末期生物灭绝事件
二、泥盆纪生物灭绝事件
三、石炭纪中期生物灭绝事件
四、二叠纪—三叠纪之交生物集群灭绝事件
五、三叠纪末期生物灭绝事件
第四节未来突破方向
一、高精度年代地层框架
二、生物多样性的定量统计
三、地质事件过程的异同对比和模式分析
四、生物灭绝的环境机制
参考文献
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
第一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
一、碳循环异常
二、硫循环异常
三、氮循环异常
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
第二节地质微生物对地质环境的分子响应
一、重建古温度的微生物指标
二、指示古水文事件的微生物指标
三、重建古大气CO2分压的微生物同位素组成
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
一、与甲烷循环有关的地质微生物功能群的地质作用
二、与硫代谢相关的微生物功能群及其地质作用
三、与氮代谢相关的微生物功能群的地质作用
四、参与铁氧化还原的微生物功能群的地质作用
第四节未来突破方向
一、重大地质突变期的生物地球化学循环
二、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的响应
三、地质微生物通过生物地球化学过程对地质环境的作用
参考文献
第五章微生物地质作用
第一节微生物与矿物的相互作用
一、矿物与生物的协同演化
二、微生物与矿物相互作用的模式
三、半导体矿物与非光合微生物的相互作用
四、白云石的微生物成因
五、微生物与黏土矿物的相互作用
六、矿物治理环境
第二节微生物的沉积成岩作用
一、磷块岩
二、微生物碳酸盐岩
第三节未来突破方向
一、矿物—微生物的地质历史意义
二、在治理污染环境中的应用
三、微生物通过矿物如何调控全球气候
参考文献
第六章特别环境微生物与深部生物圈
第一节微生物对特别物理环境因子的响应
一、微生物对高温的响应
二、微生物对高压的响应
三、微生物对辐射的响应
第二节微生物对特别化学环境因子的响应
一、缺氧环境
二、高盐环境
三、高酸环境
四、碱性环境
第三节生命的边际
一、能量代谢是生命与环境协同演化的桥梁
二、生命演化的分子基础来源于对温度的适应性
参考文献
第七章太空环境与地球生命的影响及地外生命探测
第一节太空环境对地球环境和生命的影响
一、宇宙射线对地球环境及生命的影响
二、太阳活动对地球环境及生命的影响
三、小天体撞击对地球环境及生命的影响
第二节地外生命探测技术
一、轨道器探测
二、原位探测技术
三、地外样品研究
四、地外智能生命探测技术
五、地外生命的相似性研究技术
第三节识别生命在地球以外环境存在的可能性和特征
一、前生命物质的形成与演化
二、宇宙宜居住环境的特征分布与探测
三、火星的可能生命标志信息
四、木卫二的可能生命标志信息
五、土卫六的可能生命标志信息
六、土卫二的可能生命标志信息
参考文献
第八章中国地球生物学发展的建议与措施
一、尽快建立深时环境变化与生物演化中国研究计划
二、加强中国地圈-生物圈观测网的地球生物学特色
三、加强地球生物学的学科建设和创新人才的培养
四、创建有中国特色的地球生物学
参考文献
关键词索引
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