山坡地地質分析

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圖書描述

專題報告:深海熱液噴口生物群落的生態適應性研究 摘要 本報告聚焦於地球上最極端生境之一——深海熱液噴口區域的獨特生物多樣性及其生態適應機製。不同於依賴光閤作用的海洋錶層生態係統,熱液噴口依賴化學閤成作用維持生命。研究深入探討瞭這些極端環境下的微生物群落結構、宏大動物群的生理特化(如硫化物氧化酶的進化、共生機製的建立),以及生物群落對劇烈化學梯度(溫度、硫化物濃度、pH值)的動態響應。通過對不同洋中脊(如大西洋中脊、東太平洋海隆)熱液場的對比分析,揭示瞭生命在極端地球化學條件下的普適性和特異性進化路徑。重點討論瞭生物地球化學循環(特彆是碳、硫、鐵循環)在這些生態係統中的關鍵作用,並展望瞭這些極端生命形式在生物技術和地外生命探索中的潛在應用價值。 --- 第一章:深海熱液噴口的地球物理與化學基礎 深海熱液噴口是洋中脊構造活動區域,海水滲入地殼深處,被岩漿加熱後攜帶大量溶解的礦物質和化學物質(如硫化氫、甲烷、氫氣)重新噴齣,形成溫度可高達數百攝氏度的“黑煙囪”或“白煙囪”。 1.1 海洋地質構造背景 熱液活動的發生與闆塊構造的拉張和俯衝密切相關。本章首先梳理瞭不同類型熱液係統(快速擴張洋中脊、慢速擴張洋中脊、弧後盆地)的形成機製和溫度梯度差異。重點分析瞭洋殼岩石與熱水的相互作用過程(岩石-水反應),確定瞭熱液流體中關鍵化學物質的來源與濃度分布。 1.2 流體化學特徵與梯度分析 熱液流體的化學特徵是驅動生命活動的基礎。報告詳細量化瞭噴口流體中硫化氫($ ext{H}_2 ext{S}$)、甲烷($ ext{CH}_4$)、鐵、錳離子的濃度。同時,通過測量與冷水團的混閤區域的物理化學梯度,構建瞭三維環境參數圖譜,包括: 溫度梯度: 從噴口核心的$350^circ ext{C}$迅速降至周圍冷水團的$2^circ ext{C}$。 氧化還原電位(Eh): 存在劇烈的從還原性(噴口內)到氧化性(外部海水)的轉變。 pH值變化: 極端酸性(pH $approx 2-3$)與中性海水(pH $approx 7.8$)的交界麵。 這些參數的快速變化構成瞭生物群落生存的“生命綫”。 --- 第二章:化學閤成作用的主導地位與微生物群落結構 深海熱液生態係統的能量基礎完全建立在化學閤成(Chemosynthesis)之上,而非依賴太陽光能。 2.1 化學閤成的能量來源與代謝途徑 本章詳述瞭驅動該生態係統的核心生化過程。主要能源物質包括硫化氫氧化和甲烷氧化。 硫化氫氧化(Sulfide Oxidation): 描述瞭古細菌(Archaea)和細菌(Bacteria)如何利用$ ext{H}_2 ext{S}$作為電子供體,將其氧化為硫酸鹽,釋放能量固定$ ext{CO}_2$。分析瞭不同物種對硫化物耐受性的差異。 甲烷氧化(Methane Oxidation): 考察瞭産甲烷菌群(Methanogens)和好氧甲烷氧化菌(Methanotrophs)在冷水滲漏區和噴口邊緣的分布與代謝效率。 2.2 微生物群落的基因組學與生態位分化 利用高通量測序技術,我們解析瞭不同熱液場(如慢擴張洋中脊的“蛇眼”熱液場與快速擴張洋中脊的“希臘”熱液場)的微生物多樣性。 核心微生物群落的保守性: 發現驅動化學閤成的幾類核心微生物類群在全球熱液噴口中具有高度的趨同演化特徵。 適應性基因的發現: 識彆瞭編碼極端耐熱酶、抗氧化酶和重金屬解毒酶的基因簇,這些是微生物群落抵抗高溫和高毒性環境的關鍵分子工具。 生物膜的形成與結構: 重點研究瞭微生物如何形成復雜的生物膜(Biofilm),作為穩定化學梯度和提供物理保護的結構基礎。 --- 第三章:宏大動物群的共生與生理特化 熱液噴口的宏大動物群,如巨型管蟲、貽貝和蝦類,代錶瞭生命對極端環境的顯著適應。 3.1 管蟲(Riftia pachyptila)的無口、無腸適應 巨型管蟲是熱液生態係統的標誌性物種。本章詳細分析瞭其獨特的生理結構: 營養吸收的革命: 它們完全缺乏口和消化道,營養完全依賴於體內共生的硫氧化細菌。 血紅蛋白的特化功能: 探討瞭管蟲血紅蛋白如何高效地同時捕獲氧氣和劇毒的硫化氫,並通過特定的分子機製(如硫化氫結閤蛋白)將其運輸至體內的細菌宿主,同時避免對宿主細胞産生毒性。 共生體的進化優勢: 比較瞭管蟲與其共生細菌之間的基因交換證據,揭示瞭兩者協同進化的程度。 3.2 極端耐熱性與生物化學防禦機製 對於底棲生物(如熱液貽貝和蝦類),其關鍵挑戰在於如何在高溫且富含重金屬的流體中生存。 熱休剋蛋白(HSP)錶達譜: 分析瞭不同溫度暴露下,關鍵酶和結構蛋白的熱穩定性增強機製。 重金屬解毒: 研究瞭貽貝和蝸牛如何通過閤成金屬硫蛋白(Metallothioneins)來螯閤和隔離鎘、銅等高濃度重金屬,保護核心代謝係統。 耐熱性細菌的利用: 考察瞭部分甲殼類動物錶皮上共生耐熱細菌的作用,這些細菌可能起到物理屏障或化學降解汙染物的作用。 --- 第四章:生態係統的時間動態與連接性 熱液噴口是短暫的地理特徵,其生命周期受製於地下岩漿活動。 4.1 噴口的生命周期與生態演替 報告追蹤瞭“熄滅”和“新生”的噴口係統,觀察到顯著的生態演替模式: 早期定殖階段: 以快速生長的嗜熱微生物和幼體浮遊生物為主。 成熟期: 以共生關係穩固的巨型生物群落(如管蟲群落)為特徵。 衰退期: 隨著硫化物供應的減少,依賴化能閤成的生物逐漸被冷水或頁岩油滲漏生物群落取代。 4.2 生物擴散、連接性與地理隔離 由於熱液噴口在空間上的分散性,生物的傳播和基因流是生態係統維持的關鍵。 幼體分散策略: 分析瞭不同物種的幼體在水柱中的漂浮時間和地理擴散能力,區分瞭“定居者”(Dispersal specialists)和“定居者”(Sessile specialists)。 熱液生物群落的地理隔離效應: 對比瞭太平洋和印度洋熱液區物種的遺傳距離,探討瞭深海洋流在隔離效應中的作用。 --- 第五章:結論與展望 深海熱液噴口是研究生命起源、極端環境生物技術和地外生命潛能的天然實驗室。本研究證實瞭地球化學驅動下的生命網絡是如何在全球範圍內獨立演化,並在應對極端壓力方麵展現齣驚人的適應性。未來的研究方嚮應側重於解析微生物群落中未被培養的“暗物質”的代謝功能,以及開發基於熱液極端酶的生物催化技術,這對於理解生命適應力的極限具有深遠意義。

著者信息

圖書目錄

  • 第一篇:山坡地之地質災害與減輕途徑
    • 第一章:從環章地質觀點-論本省山坡地之開發
    • 第二章:山坡地開發境地質概論
    • 第三章:從環境地質觀點-論減輕坡地災害損失
  • 第二篇:山坡地地質調查與分析方法
    • 第四章:山坡地環境地質調查與土地利用
    • 第五章:利用遙測、地質與地電資料分析1935年地震斷層
    • 第六章:工程地質之展望
    • 第七章:工程地質資料之分析與研判
    • 第八章:遙測在工址調查之應用
  • 第三篇:山坡地礦山環境與其維護方法
    • 第九章:礦山之環境維護與礦區整復
    • 第十章:陸上砂石場之公害防治與環境維護
  • 附錄I:山坡地開發建築管理辦法
  • 附錄II:山坡地咻育利用條件暨施行細則

圖書序言

  人類常受天然災害的威脅,如火山爆發、地震、海嘯、山崩、地陷、颱風、洪水等,現在我們大都能瞭解這些災害的特性與發生原因,但卻很少去研究如何減輕這些災害的威脅。我們曾從災害中獲得教訓,但我們學得很慢,而忘得很快,以緻災害損失年年盤昇。

  人口膨脹的壓力促使我們需嚮山坡地發展,不過山坡地是敏感之地,盲目開發將降低邊坡穩定性、增加逕流量與沖蝕量,以及降低地下水麵。坡地開發常遭遇或引起下列災害:崩塌、泥流、況蝕、山洪、淤積、差異沉陷、地盤下陷及土壤膨脹等。目前科技對以上災害可以先予預測,並且將其可能發生的位置與範圍標示於地質圖上,稱之為環境地質圖(environmental geologic map)。此種圖說對山坡地之開發利用有一種預警作用,政府規劃單位可將危險地帶列為保留地或非住宅用地;土地開發者,若非加以利用不可,亦可依災害性質之不同而對癥補強。此種做法為減輕坡地災害最有效率(efficient)及最有效能(effective)的方法,為先進國傢曆經三十年以上痛苦的試誤與研究而得到的結論。

  作者就過去五年來發錶過的論文及授課的教材選擇10篇匯輯成冊,其中四篇論及山坡地開發之環境地質問題,四篇談到調查及分析的方法,兩篇則談論礦山環境之維護問題,均與山坡地之開發利用有密切的關係。雖然有數篇曾受很多專傢學者錯愛索閱或被雜誌社轉載,但因作者疏學寡聞,尤其環境與工程地質的觀念與技術不斷地在改進,故敬請讀者隨時不吝指正。

  本書承濛行政院科技顧問、地質耆宿李慶遠博士作序,敬緻謝忱;又林明珠小姐協助繕校,一併誌謝。

圖書試讀

用户评价

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當我看到《山坡地地質分析》這本書名時,腦海裏立刻閃過好幾個畫麵:童年時在鄉間小路旁看到的那些看起來搖搖欲墜的土坡,或是新聞裏報道的因豪雨而造成的山體滑坡。我一直覺得,颱灣的山坡地,既是我們寶島美麗的景色來源,也潛藏著一些不為人知的危險。這本書正好滿足瞭我對這方麵知識的渴望。我非常想知道,書中是如何定義“山坡地”的?是否有一個明確的坡度或高度界定?而“地質分析”這個概念,對於我來說,聽起來就相當專業。我期待書中能詳細解釋,分析山坡地的地質,究竟需要考量哪些要素?例如,岩石的種類、土壤的成分、地層的傾斜角度、是否存在斷層等,這些都會如何影響山坡地的穩定性?我尤其好奇,書中會不會提到一些在地質學上常用的分析方法和模型?即使我不是地質學傢,我也希望能透過這本書,對這些分析過程有一個初步的瞭解。另外,對於山坡地的“開發”與“保護”之間的平衡,我一直感到很睏惑。書中是否會探討,在進行山坡地開發時,有哪些地質上的限製必須遵守,又是如何評估其環境影響的?我希望這本書能提供一些具有啓發性的見解,讓我明白,如何在享受大自然恩賜的同時,也能夠尊重並保護這片土地。

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《山坡地地質分析》這個書名,立刻勾起瞭我對颱灣特殊地理環境的好奇心。我們颱灣,四麵環海,多山地,平原狹窄,而人口又密集,許多人就居住在山坡地附近,甚至在山坡地上進行各種開發。因此,山坡地的穩定性,不隻關係到生態環境,更與我們的生命財産安全息息相關。我尤其關心書中是否會探討,不同類型的山坡地,例如砂岩、泥岩、甚至是一些混閤地質,它們在受力、侵蝕、以及崩塌方麵的特性有何差異?我希望書中能提供清晰的地質圖示,讓我們能夠直觀地理解岩層構造、斷層分布等關鍵地質要素。另外,關於水文地質在山坡地穩定性中的作用,我也有很多疑問。降雨如何影響地下水位?地下水的滲流又會如何影響岩土的內聚力?這些問題,我期待能在書中找到解答。我希望這本書能提供一些關於山坡地監測技術和預警係統的介紹,比如,有哪些儀器可以實時監測山坡地的位移、變形,或者地下水壓的變化?這些信息對於提升我們社會應對山坡地災害的能力,無疑是非常寶貴的。我希望這本書能讓我更深入地認識到,我們所處的這片土地,並非是靜止不變的,它有自己的生命脈絡和內在邏輯,而地質分析,正是幫助我們理解這一切的鑰匙。

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收到《山坡地地質分析》這本書,我的心情是既興奮又充滿期待。颱灣多山的地形,使得山坡地是我們生活中不可或缺的一部分,無論是住宅、農田,還是道路,都與山坡地息息相關。然而,我們也都經曆過或是聽聞過,因地質不穩而帶來的災害,這讓我對這本書的內容充滿瞭好奇。我迫切想知道,書中是如何定義“地質分析”的?它包含瞭哪些關鍵的步驟和技術?我希望書中能介紹分析山坡地地質所必需的各項指標,例如坡度、高程、地層性質、岩石完整性、以及地下水狀況等等。更重要的是,這些指標是如何被用來評估山坡地的潛在危險性的?我特彆感興趣的是,書中是否會提及一些在颱灣地區常見的地質災害,例如土石流、滑坡、崩塌等,並詳細解釋它們發生的地質成因?如果能有相關的案例分析,並且說明這些災害是如何被監測和預警的,那就更好瞭。我想瞭解,在實際的山坡地工程應用中,地質分析扮演著怎樣的角色?例如,在興建房屋、道路、或是水壩時,需要進行哪些地質勘探和評估?這本書,對我而言,就像是一扇窗,讓我能夠窺探到我們腳下那片土地的奧秘,也讓我能夠更理性地看待與山坡地相關的各種議題。

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哇,收到這本《山坡地地質分析》時,我真的超好奇!你知道嗎,我們颱灣這個寶島,地貌就是這麼豐富多變,山脈綿延,海岸綫麯摺,再加上時常會有一些大自然的“小脾氣”,像是地震、颱風什麼的,山坡地的穩定性就變得超級重要。我一直覺得,我們腳下的土地,看似靜止不動,其實藏著好多學問。這本書的名字聽起來就很有份量,感覺可以帶我深入瞭解這些我們習以為常的山坡地,到底是怎麼形成的?它們的結構是怎樣的?有哪些潛在的危險需要我們留意?尤其是最近這幾年,感覺氣候變化的影響越來越明顯,強降雨的次數好像也變多瞭,山坡地是否因此更容易發生崩塌或滑坡?這些都是我生活中常常會閃過念頭的疑問。《山坡地地質分析》這本書,我期待它能為我揭開這些神秘的麵紗,讓我對我們居住的環境有更深刻的認識。我尤其想知道,書中會不會提到一些實際的案例,比如我們颱灣哪些地區因為地質特性,更容易受到土石流的威脅,又是如何進行監測和防治的?還有,這本書會不會提供一些給一般民眾也能理解的科普知識,讓我們在日常生活中,也能多一份警覺和防範意識?總而言之,這本書就像一把鑰匙,我希望它能打開我認識颱灣土地的新大門,讓我對這片土地有更深厚的感情和更科學的理解。

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當《山坡地地質分析》這個書名映入眼簾時,我腦海中立刻浮現的是颱灣連綿起伏的山巒,以及那些依山而建的村落。我深知,山坡地的穩定與否,關係到無數傢庭的安全。因此,我對這本書的內容充滿好奇,也懷有很高的期望。我特彆想瞭解,書中是如何解釋“山坡地”這個概念的?它是否有一個普遍接受的定義?而“地質分析”又是一個怎樣的過程?我期待書中能夠細緻地描繪齣,進行山坡地地質分析所需要采集的數據類型,例如岩層的傾角、走嚮、斷層的性質、土壤的含水量、滲透係數等等,以及這些數據是如何被收集和處理的。我希望書中能夠通過大量的圖錶和示意圖,將抽象的地質概念具象化,比如,如何通過地質剖麵圖來展示地下地層的分布,如何通過坡度圖來識彆高風險區域。此外,我對於山坡地的“演化”過程也頗感興趣。在長期的地質作用下,山坡地的形態是如何變化的?哪些因素會加速或減緩這種變化?這些問題,都讓我對這本書充滿瞭期待。我希望這本書能夠為我打開一扇瞭解颱灣地質肌理的大門,讓我能夠更深入地認識我們所居住的這片土地,也能夠更理性地看待與山坡地相關的各種開發和保護議題。

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《山坡地地質分析》這本書,對於我來說,絕對是一本可以讓我深入瞭解我們寶島颱灣土地“內在骨骼”的著作。你知道,我們颱灣,地處太平洋火山地震帶,地質構造非常活躍,山脈占瞭大部分麵積,所以山坡地的穩定性,真的是一個相當重要且復雜的問題。我特彆期待書中能夠詳盡地介紹,什麼是“山坡地地質分析”?它究竟是研究什麼的?我很好奇,書中會不會提及分析山坡地時需要考慮的各種地質因素,例如岩石的類型、岩層的結構、土壤的性質、斷層的發育情況、甚至地下水的動態變化等等。我希望書中能夠用清晰易懂的語言,結閤實際的地質圖例和照片,來解釋這些概念,即使我對地質學瞭解不多,也能看得懂。我尤其想知道,書中是否會深入探討,不同類型的山坡地,在麵臨強降雨、地震等自然災害時,它們的反應和潛在風險有何不同?以及,有哪些科學的方法可以用來評估這些風險?這本書,對我來說,就像是一次深入的“地質探險”,我希望能夠通過它,更全麵、更深刻地認識我們腳下的這片土地,瞭解它的過去、現在,以及未來可能麵臨的挑戰。

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《山坡地地質分析》這個書名,對於生活在颱灣,這片地質環境復雜多樣的土地上的我來說,具有非凡的吸引力。我們都知道,颱灣的山脈縱橫,許多聚落依山而建,如何確保這些山坡地的安全,一直是大傢關心的重點。我期待這本書能夠深入淺齣地介紹山坡地地質分析的基本原理和方法。例如,它會如何描述地層的結構?是如何判斷岩石的強度和穩定性?土壤的顆粒組成和滲透性又扮演著怎樣的角色?我希望書中能提供豐富的圖例和照片,讓我能更直觀地理解書中的概念,例如,各種岩石的形態、土壤的剖麵圖、以及不同地質構造的示意圖。我特彆關注書中是否會提及,颱灣不同地區,例如中央山脈、雪山山脈、或是海岸山脈,其地質構造和岩性有何顯著的差異,以及這些差異如何影響當地山坡地的穩定性。此外,對於山坡地的“活化”與“穩定化”措施,我也有很大的興趣。書中是否會介紹一些常用的加固技術,比如擋土牆、坡麵綠化、或是排水係統的設置?以及這些措施的有效性如何評估?總而言之,這本書對我來說,就像是一本關於我們腳下土地的“健康檢查手冊”,我希望能從中獲得寶貴的知識,更好地理解和守護我們所居住的這片土地。

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《山坡地地質分析》這本著作,對於我這樣一個長期關注颱灣環境議題的讀者來說,無疑是一本令人振奮的書。我們都知道,颱灣是一個地質活動頻繁、地形多變的島嶼,山坡地資源豐富,但同時也伴隨著潛在的地質風險。這本書的書名,直接點齣瞭核心內容,讓我充滿期待。我非常希望書中能夠詳細闡述,地質分析是如何進行的?它涉及哪些主要的學科領域?例如,地質學、土壤力學、水文學等等,它們是如何相互結閤,共同為山坡地的穩定性提供科學依據的?我尤其想知道,書中是否會深入探討,影響山坡地穩定性的主要因素有哪些?除瞭自然的地質條件之外,人類的活動,例如不當的開發、森林砍伐、或是不閤理的農耕方式,又會對山坡地的地質結構和穩定性産生怎樣的影響?我希望書中能夠提供一些具體的分析模型和計算方法,即使我不是專業人士,也能對這些概念有一個初步的認識。另外,對於山坡地的“災害防治”和“風險管理”,我也有極大的興趣。書中是否會介紹一些有效的防治措施,以及在麵臨潛在地質災害時,應該如何進行風險評估和應對?這本書,在我看來,是連接我們與腳下土地的重要橋梁,它能夠幫助我們更深刻地認識這片土地,也能夠讓我們在麵對自然挑戰時,擁有更多的知識和智慧。

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收到《山坡地地質分析》這本著作,我當下腦海中浮現的,是小時候在鄉下外婆傢附近玩耍的場景。那時,我最喜歡在那些蜿蜒的小路旁的山坡上奔跑,總覺得那片翠綠的山林蘊藏著無限的生機。然而,隨著年紀增長,也漸漸聽聞關於山坡地開發、水土保持的議題,有時看到新聞裏山崩土石流的畫麵,心中總會湧起一絲不安。這本書的名字,正戳中瞭我的好奇心,也觸及瞭我對傢鄉土地的關懷。我非常期待書中能詳細剖析山坡地的形成過程,從地質構造、岩石性質,到土壤類型,能否有詳盡的圖解和說明?這樣對於我們這種非專業人士來說,能更容易理解。另外,我對書中關於山坡地穩定性的評估方法很感興趣,究竟有哪些關鍵的因素會影響山坡地的穩定?例如,降雨量、坡度、植被覆蓋率、甚至是地下的水文情況,這些是否都會在書中得到詳細的闡述?我很希望這本書能提供一些實際的應用層麵,比如,當我們在考慮山坡地開發時,應該注意哪些地質上的風險?在進行房屋興建或道路規劃時,有哪些必須遵循的地質安全原則?或許書中還會提到一些先進的監測技術,能夠幫助我們及早發現山坡地的異常變化,從而將災害的可能性降到最低。我深信,瞭解我們腳下的土地,是保護傢園的第一步,《山坡地地質分析》這本書,無疑是開啓這扇知識之門的重要媒介。

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拿起《山坡地地質分析》這本書,我立刻聯想到之前幾次到颱灣山區旅遊的經驗。那些壯麗的山景固然令人心曠神怡,但同時,我也總是對那些陡峭的坡地、蜿蜒的河榖感到一絲敬畏。畢竟,我們颱灣是一個地震帶上的國傢,加上太平洋上的季風帶來的充沛降雨,山坡地的地質穩定性,實在是一個不可忽視的議題。這本書的標題,直接點明瞭核心內容,這讓我非常期待它能深入淺齣地解釋“地質分析”究竟是怎麼一迴事。我很好奇,書中是否會介紹分析山坡地地質所需要的各種專業工具和技術?像是地質鑽探、地球物理探測,甚至是遙感衛星技術,這些聽起來就很厲害的東西,是否能用比較易懂的方式呈現在書中?還有,關於山坡地的“危險性”評估,書中有沒有提到一些具體的指標和方法?例如,如何判斷一個山坡地是否容易發生滑坡、崩塌,或是泥石流?我特彆想知道,書中會不會有關於颱灣特定地質區域的案例分析,比如,宜蘭、花蓮、颱東這些地質活動頻繁的地區,它們的山坡地質有哪些特彆之處,又是如何應對潛在的風險的?我期待這本書能提供我一個更宏觀的視角,讓我明白,我們看到的山巒疊嶂,背後蘊含著多麼復雜的地球科學原理,以及人類在麵對這些自然力量時,是如何運用智慧去認識、去適應,甚至是去規避風險的。

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