Geochemia krajobrazu

Geochemia krajobrazu jest pierwszym polskim podręcznikiem akademickim z tej dziedziny wiedzy, adresowanym do studentów różnych kierunków: geografii, biologii, rolnictwa, ochrony środowiska, chemii, architektury krajobrazu, planowania przestrzennego i In., na których wykładane są przedmioty z geochemii krajobrazu lub zakres problematyki jest do niej zbliżony. Nowy podręcznik, w założeniu autorów, ma być przydatny również dla pracowników naukowych szukających odpowiednich materiałów do prowadzenia zajęć  dydaktycznych oraz do własnych badań. 

Podstawowe zagadnienia z geochemii krajobrazu zostały opracowane przez kilku autorów, specjalistów z pokrewnych i uzupełniających się dyscyplin: biogeochemii ( Helena Dziadowiec), ogólnej nauki o krajobrazie i geografii krajobrazu (Katarzyna Ostaszewska), chemii gleb i geochemii krajobrazu (Urszula Pokojska), gleboznawstwa i geochemii krajobrazu ze szczególnym uwzględnieniem  systematyki krajobrazów geochemicznych (Bogumił Wicik).

Przedmowa / 11

CZĘŚĆ 1. WIADOMOŚCI WPROWADZAJĄCE

Rozdział I. Elementy chemii ogólnej (Urszula Pokojska) / 17
1. Chemiczne podstawy budowy materii / 17
2. Prawo okresowości i układ okresowy pierwiastków Mendelejewa / 18
3. Budowa atomów  /  19
4. Jednostka masy atomowej. Pojęcie mola i masy molowej  / 22
5. Rozmieszczenie elektronów wokół jądra atomowego  /  23
6. Współczesny układ okresowy pierwiastków  / 26
7. Elektrony walencyjne a wiązania chemiczne  /  27
7.1. Rodzaje wiązań chemicznych  /  30
8. Oddziaływania międzycząsteczkowe  /  34
9. Związki kompleksowe. Chelaty  /  36
10. Roztwory wodne  /  38
10.1. Budowa cząsteczki H2O i właściwości wody  /  38
10.2. Mechanizmy rozpuszczania substancji stałych  /  41
10.3. Dysocjacja elektrolitów. Elektrolity mocne i słabe  /  44
10.4. Dysocjacja wody. Iloczyn jonowy wody  /  46
10.5. Odczyn. Skala pH  / 47
10.6. Hydroliza soli  /  48
10.7. Roztwory buforowe  /  49
10.8. Rozpuszczalność. Stężenie roztworów i sposoby jego wyrażania  /  50
10.9. Roztwór idealny i rzeczywisty  /  53
11. Układy koloidalne  / 54
12. Utlenianie i redukcja  /  56
12.1. Potencjały erdoks  /  57
Literatura  /  60

Rozdział II. Elementy krystalochemii (Urszula Pokojska)  /  61
1. Stan krystaliczny materii, ciało krystaliczne, kryształ  /  61
2. Związek krystalochemii z pokrewnymi dziedzinami nauki   /  62
3. Budowa kryształów w świetle krystalografii strukturalnej i geometrycznej  /  63
3.1. Typy komórek elementarnych i układy krystalograficzne  /  64
4. Struktura kryształów w świetle krystalochemii  /  67
4.1. Typy kryształów a rodzaj wiązań chemicznych  /  69
4.1.1. Kryształy jonowe  /  69
4.1.2. Kryształy kowalencyjne  /  70
4.1.3. Kryształy o wiązaniach pośrednich jonowo‑kowalencyjnych / 73                                                                                                                                       4.1.4. Kryształy o wiązaniach metalicznych i mieszanych / 73
4.2. Pokrewieństwo krystalochemiczne pierwiastków. Diadochia. Izomorfizm  /  74
4.2.1. Diadochia a współwystępowanie pierwiastków w minerałach  /  77
4.3. Polimorfizm  /  78
Literatura  /  80

Rozdział III. Elementy geochemii (Urszula Pokojska)  /  81
1. Geochemia jako nauka  /  81
2. Budowa Ziemi i podstawowe właściwości materii ziemskiej  /  83
3. Stosunki ilościowe pierwiastków chemicznych w geosferach zewnętrznych  /  86
3.1. Skorupa ziemska  / 86
3.2. Hydrosfera  /  88
3.3. Atmosfera  /  89
3.4. Klarki pierwiastków  /  91
4. Procesy geologiczne kierujące rozmieszczeniem pierwiastków chemicznych w skorupie   ziemskiej  / 93
4.1. Procesy magmowe  / 95
4.2. Procesy hipergeniczne  /  101
4.3. Procesy metamorficzne  /  102
5. Stosunek geochemii krajobrazu do geochemii  /  103
Literatura  /  104

CZĘŚĆ 2. PODSTAWY GEOCHEMII KRAJOBRAZU

Rozdział IV. Geochemia krajobrazu jako nauka (Katarzyna Ostaszewska)  / 107
1. Pojęcie krajobrazu w naukach przyrodniczych  / 107
2. Miejsce geochemii krajobrazu w systemie nauk  /  109
3. Geochemia krajobrazu w tradycyjnym ujęciu szkoły rosyjskiej  / 110
3.1. Rys historyczny  /  110
3.2. Przedmiot badań geochemii krajobrazu  /  113
Literatura  / 117

Rozdział V. Chemizm powłoki krajobrazowej Ziemi (epigeosfery)  / 119
1. Wprowadzenie (Urszula Pokojska)  / 119
2. Chemizm dolnej warstwy atmosfery (troposfery) (Urszula Pokojska)  / 120
2.1. Rola troposfery w epigeosferze / 120
2.2. Substancje pochodzące z powierzchni Ziemi w  atmosferze  /  122
2.3. Ozon w atmosferze  / 123
2.4. Gazy cieplarniane  /  126
2.5. Gazy kwasotwórcze (tlenki siarki i azotu) / 129
2.6. Aerozol atmosferyczny, kondensacja pary wodnej, opady  atmosferyczne  / 133
2.7. Geochemiczna charakterystyka wód opadowych  /  136
3. Chemizm hydrosfery (Urszula Pokojska)  / 142
3.1. Rola hydrosfery w epigeosferze  /  142
3.2. Najważniejsze procesy chemiczne zachodzące z udziałem wody  /  144
3.3. Czynniki wpływające na chemiczną aktywność wód naturalnych   /  145
3.3.1. Temperatura  /  146
3.3.2. Odczyn  /  147
3.3.3. Zdolności buforowe  /  150
3.3.4. Potencjał erdoks / 152
3.3.5. Zawartość substancji mineralnych  / 155
3.3.6. Zawartość substancji organicznych  /  156
3.4. Ewaporacja wody i krystalizacja soli  /  157
3.5. Podział wód naturalnych według wielkości mineralizacji. 159
3.6. Krótka charakterystyka geochemiczna różnych rodzajów wód naturalnych  / 161
3.6.1. Słodkie wody lądowe  /  162
3.6.1.1. Rzeki  /  165
3.6.1.2. Jeziora  / 169
3.6.1.3. Płytkie wody podziemne  /  172
3.6.2. Wody jezior słonawych i słonych  /  174
3.6.3. Wody morskie  /  176
3.7. Bilans jonowy wody  /  179
4. Chemizm biosfery (Helena Dziadowiec)  /  180
4.1. Definicja biosfery  /  180
4.2. Zróżnicowanie gatunkowe i skład chemiczny organizmów żywych  /  182
4.2.1. Zróżnicowanie gatunkowe organizmów  / 182
4.2.2. Skład chemiczny organizmów  /  183
4.3. Produkcja i procesy przekształceń materii organicznej  / 188
4.3.1. Produkcja materii organicznej  / 188
4.3.2. Procesy przekształceń materii organicznej i udział gleb w tych procesach  /  194
4.4. Zasoby materii organicznej  /  200
4.4.1. Zasoby biomasy  /  200
4.4.2. Zasoby martwej materii organicznej  /  204
4.5. Rola związków humusowych w funkcjonowaniu biosfery  / 204
4.6. Wpływ biosfery na inne sfery powłoki krajobrazowej Ziemi  /  208
4.6.1. Wpływ biosfery na atmosferę  /  208
4.6.2. Wpływ biosfery na hydrosferę  /  211
4.6.3. Wpływ biosfery na litosferę  /  212
5. Chemizm zewnętrznej warstwy litosfery (strefy hipergenezy) (Urszula Pokojska)  /  214
5.1. Główne minerały skałotwórcze skorupy ziemskiej  /  214
5.2. Krystalochemia krzemianów  /  216
5.3. Wietrzenie skał i minerałów  /  220
5.3.1. Struktura krzemianów a ich odporność na wietrzenie chemiczne  /  222
5.3.2. Czynniki i procesy chemicznego wietrzenia minerałów  /  223
5.3.3. Produkty chemicznego wietrzenia krzemianów  /  226
5.3.3.1. Minerały ilaste  /  227
5.3.3.2. Wtórne tlenki  /  232
5.3.3.3. Składniki rozpuszczalne i ich losy  /  235
5.3.4. Zwietrzeliny  /  236
5.4. Pokrywa zwietrzelinowa a pedosfera  / 238
Literatura  /  242

Rozdział VI. Migracja pierwiastków chemicznych w krajobrazie (Urszula Pokojska)   /  249
1. Pojęcia podstawowe  /  250
1.1. Migracja wodna  /  251
1.2. Migracja biologiczna  /  254
2. Wybrane pierwiastki  /  257
2.1. Krzem  /  257
2.2. Glin  /  259
2.3. Żelazo  /  263
2.4. Mangan  /  267
2.5. Wapń  /  270
2.6. Sód  /  273
2.7. Chlor  /  275
2.8. Węgiel  /  276
2.9. Azot  /  280
2.10. Siarka  /  283
2.11. Fosfor  /  289
Literatura  /  292

Rozdział VII. Klasyfikacja geochemiczna krajobrazów naturalnych (Bogumił Wicik i Katarzyna Ostaszewska)  /  295
1. Pojęcia podstawowe  /  295
2. Typologia krajobrazów elementarnych  /  299
3. Jednostki klasyfikacji krajobrazów geochemicznych i podstawy ich wyróżniania  /  303
Literatura  /  311

Rozdział VIII. Przykłady badań krajobrazowo‑geochemicznych (Katarzyna Ostaszewska i Bogumił Wicik)  /  313
1. Wprowadzenie  /  313
2. Badania krajobrazów geochemicznych  /  313
2.1. Krajobrazy strefy umiarkowanej leśnej  /  314
2.1.1. Krajobrazy starych gór – Taunus  /  314
2.1.2. Krajobrazy sandrów młodoglacjalnych – Bory Tucholskie  /  321
2.2. Krajobrazy strefy stepowej  /  328
2.2.1. Krajobrazy suchych stepów – Wyżyna Mongolska  /  328
2.3. Krajobrazy strefy gorącej leśnej  /  334
2.3.1. Krajobrazy na skałach ultrazasadowych – połnocno‑wschodnia Kuba  /  335
2.4. Krajobrazy subakwalne  /  344
2.4.1. Jezioro Gościąż  /  344
2.4.2. Jezioro Czad  /  348
3. Badania strumieni migracyjnych  / 355
3.1. Ekosystemy strefy umiarkowanej leśnej – Solling (Niemcy)  / 355
3.2. Ekosystemy strefy gorącej leśnej – las oligotroficzny w Wenezueli  /  360
3.3. Studia porównawcze  /  364
Literatura  /  367

Urszula Pokojska

Renata Bednarek