生物地球化学是一门以追踪化学元素的迁移转化为线索研究生命与环境相互关系的科学。地球上形形色色的生命活动受控于基本的动力学和热力学机制。本书基于量、群、流、场这四个概念重点讨论元素在地球系统中的丰度、形态、运动及各种驱动力场，探究自然环境如何影响生命的起源、进化和生存状况，分析生命改变自然环境的过程。书中还介绍了基于化学动力学和化学热力学机制所建立的一个生物地球化学模型DNDC，及其详细的科学原理和应用。读者只要具备中学化学知识就可很好地理解书中的内容。 本书可作为本科生和研究生的教材，也可为专业科研工作者提供参考。

作者简介： 李长生，美国新罕布什尔大学生物地球化学教授，兼任中国清华大学和上海交通大学讲席教授。1964年毕业于中国科学技术大学地球化学系，并由此开始为期50余年的生物地球化学研究与教学。曾组织并参与中国第一项地方病生物地球化学病因研究（克山病水土病因，1968-1972）与中国第一项城市污染研究（北京西郊环境质量评价，1972-1978）。在过去的25年中，李长生潜心研究将生物地球化学基本理论转化为生物地球化学模型的问题，以应对气候变化等全球生态环境问题。在他发展的DNDC模型中，以化学热力学和元素运动为基础，气候、土壤、植物、微生物和人类管理活动在原子水平的联系被建立起来，从而使该模型可在全球不同生态系统中应用。DNDC模型现为世界许多国家的研究者接受、检验和应用。李长生在生物地球化学模型中所建立的原理和方法，被世界同行科学家们公认是对当代生物地球化学研究的重要贡献。 作者荐语: 生态环境科学研究的终极目的要回答三个问题；我们是什么，我们从哪里来，以及我们如何与环境和谐长存。生物地球化学直击这一目标，为回答这三个问题提供基础理论和方法论。通过将复杂的生态环境系统降解成为目标系统中化学元素的丰度、耦合和循环，生物地球化学在化学热力学和动力学的基础上将复杂的生态环境问题统一起来，并为解析形形色色的生态环境问题提供统一的方法论。当前世界生态环境急剧恶化，在各种时空尺度所获得的数据正在迅速积累；建立在生物地球化学场概念之上的生物地球化学模型，为诠释、归纳和延展这些观察数据提供了有效手段，也将生物地球化学这一古老学科推进到当代生态环境科学研究的前沿。本书包括了对生物地球化学基础理论和方法论最新进展的全面介绍。本书的第一部分（“生物地球化学科学基础”）提供了生物地球化学的背景知识； 第二部分（“生物地球化学模型”）介绍生物地球化学模型建立的原理和方法。对于有志于生态环境科学领域的专业研究者或学生（包括研究生和本科生），这是一本比较完整地绍介生物地球化学的教科书。

我对生物地球化学产生兴趣，是在上大学时。1959年，我考入位于北京的中国科学技术大学，就读于地球化学系。之所以选择地球化学，与我在中学时期读过的一本书有关，这是苏联科学家费尔斯曼（A.E.Ферсман， 1883—1945)写的《趣味地球化学》。在此书中，作者表述了一个思想： 地球上一切物质都是由一百多种化学元素组成的； 知道了这些元素的性质，就可以解释万物的行为，甚至包括生命的起源。这是一个多么诱人的思想！但大学前三年的课程令人感到沉闷。虽然老师们说地球化学包含着认识地球演化的一般性方法论，但课堂上讲的全是矿物和岩石，没有人提及植物或动物，更不用说人类了。我问专业老师何铸文，为什么没有人用地球化学方法来研究生物呢？他反问我： “研究矿物岩石可以给国家寻找矿产资源，研究生物元素组成有什么用处呢？”我第一次意识到，进行科学研究不能只靠兴趣，还要为它找到实际的用途。1962年夏，事情发生了一些变化。 按照学校规定，在三年级结束时，所有学生都要确定专业方向，为毕业论文选题。为了让同学们了解地球化学的最新进展，系里请来了中国科学院地质研究所的研究员司幼东（稀有元素矿物地球化学家，1920—1968）做讲演。司幼东此前不久从苏联留学归来，曾在莫斯科地质勘探学院获得副博士学位，回国后从事稀有元素地球化学研究。在演讲中，他讲述了苏联地球化学的发展及分支学科，详细介绍了矿物地球化学、岩石地球化学、海洋地球化学、有机地球化学、同位素地球化学等前沿领域。最后，他提到一个新的地球化学分支，叫做“生物地球化学”； 在苏联，生物地球化学家们研究远东地区家畜中的一些奇怪疾病，发现这些疾病与当地土壤中某...