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。李长生著的《生物地球化学(科学基础与模型方法)》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。

李长生，1941年9月5日生于中国西安，2015年10月18日逝世于美国波士顿。他于1964年毕业于中国科学技术大学地球化学系，1982年在中国科学院环境化学所获得硕士学位，1988年获得中国科学院生态环境研究中心及美国威斯康星大学博±学位，1992—2015年在美国新罕布什尔大学工作。他在20世纪60年代利用空间分析方法为攻克克山病起到了关键作用，70年代参与领导了中国首个大型环境科学研究项目“北京西郊地区环境质量评价”，80年代在中国科学院生态环境研究中心和国家环境保护局等单位任职，90年代以后发展了世界知名的生物地球化学模型DNDC。从2011年9月到2015年1月，他在清华大学开设生物地球化学课程，本书是作者在此课程基础上，对自己一生学术思想的总结和凝练。

第一部分 生物地球化学基础
第1章 生物地球化学发展简史
1.1 原始数据的积累
1.2 地球化学思想向生物圈的延伸
1.3 生物地球化学的早期应用
1.4 环境科学的大潮
1.5 新的地平线
第2章 中国克山病的故事
2.1 一种奇怪的疾病
2.2 乌裕尔河流域的发现
2.3 黑龙江省环境质量模型的建立
2.4 病因元素的追寻
2.5 硒的生物地球化学
2.6 克山病研究的启示
第3章 自然选择与生物地球化学丰度
3.1 化学元素的起源
3.1.1 “大爆炸”理论
3.1.2 物质出现
3.1.3 质子和中子出现
3.1.4 氢原子出现
3.1.5 更多元素的形成
3.1.6 铁、超新星与重元素
3.1.7 宇宙的元素丰度
3.2 地球的形成
3.2.1 地壳的形成
3.2.2 岩石圈的形成
3.2.3 水圈的形成
3.2.4 大气圈的形成
3.3 生命的起源
3.3.1 有机物的形成
3.3.2 原始生命的出现
3.4 生命元素丰度
3.4.1 碳基生命
3.4.2 微生物的元素组成
3.4.3 植物的元素组成
3.4.4 人体的元素组成
3.4.5 生物元素丰度的比较
3.4.6 质量作用定律
3.5 自然选择的压力
3.5.1 热泉中的生命
3.5.2 谁在血液中传送氧
3.5.3 关于砷细菌的争论
第4章 生命能源与生物地球化学耦合
4.1 控制万物运动的无形之手
4.2 原子结构的缺陷
4.3 化学键
4.4 元素耦合和解耦
4.4.1 溶解脱溶反应
4.4.2 化合分解反应
4.4.3 络合反络合反应
4.4.4 吸附解吸反应
4.4.5 氧化还原反应
4.5 星球地质过程中的元素耦合
4.5.1 岩浆矿物结晶作用
4.5.2 岩石矿物风化作用
4.5.3 元素运动中的群组效应
4.6 生命能量的获取
4.7 生命获能效率的提高
4.7.1 光合作用
4.7.2 呼吸作用
4.7.3 酶和反应动力学
4.8 元素耦合和全球变化
4.8.1 用铁为地球降温
4.8.2 大氧化事件中的元素耦合
4.8.3 生态系统生产力与元素耦合
4.8.4 元素耦合与生态化学计量学
第5章 新陈代谢与生物地球化学循环
第6章 环境冲击与生物地球化学场
第一部分小结
第二部分 生物地球化学模型
第7章 生物地球化学模型的特征
第8章 DNDC模块之一： 输入界面
第9章 DNDC模块之二： 生物地球化学场
第10章 DNDC模块之三： 核心过程
第11章 DNDC模型的验证
第12章 DNDC模型的应用
第二部分小结
结束语
附录1 化学元素周期表
附录2 标准条件下物质的吉布斯生成自由能（25℃，1个大气压）
附录3 地球地质历史年代表
附录4 DNDC模拟所需的农作物生理参数
附录5 养殖业饲料营养组分含量
附录6 DNDC模型验证和应用相关文献（1992—2014）
附录7 单位与单位换算
参考文献