人类活动与生态系统变化的前沿科学问题PDF电子书下载

绪论 21世纪生态学面临的挑战及其使命 1

摘要 1

Abstract 2

0.1 引言 3

0.2 20世纪生态学的发展历程 3

0.3 现代人类活动与生态系统关系的主要特征 9

0.4 21世纪生态学研究的发展趋势 12

0.5 现代生态学研究的热点领域及其科学问题 20

0.6 我国生态系统研究的主要科技任务 23

0.7 结论与展望 25

参考文献 26

第一篇 生态系统变化的多尺度观测与分析第1章 陆地生态系统水、碳、氮通量及其循环过程的综合观测 31

摘要 31

Abstract 32

1.1 引言 33

1.2 生态系统水、碳、氮的耦合循环及其通量 33

1.3 生态系统水、碳通量观测的技术沿革 35

1.4 生态系统氮通量观测的技术进步 37

1.5 生态系统通量观测与模型模拟的结合 41

1.6 生态系统通量观测与遥感反演的结合 44

1.7 结论与展望 46

参考文献 46

第2章 生态系统稳定同位素平衡原理及其在生物地球化学循环研究中的应用 55

摘要 55

Abstract 56

2.1 引言 57

2.2 生态系统的稳定同位素分馏原理 57

2.3 生态系统中碳的同位素效应 59

2.4 生态系统中水的同位素效应 68

2.5 生态系统中氮的同位素效应 74

2.6 结论与展望 78

参考文献 79

第3章 大气水汽的稳定同位素平衡及其在生态系统水循环研究中的应用 105

摘要 105

Abstract 106

3.1 引言 107

3.2 水汽同位素在生态学和水文学研究中的应用 107

3.3 大气水汽理想化系统理论 108

3.4 蒸发和蒸腾水的同位素理论 109

3.5 空气水汽同位素含量的时间和空间分布 111

3.6 测量技术 115

3.7 结论与展望 118

参考文献 118

第4章 支持生态模型模拟的地面要素遥感观测与反演 121

摘要 121

Abstract 122

4.1 引言 123

4.2 用于生态系统变化监测的传感器及卫星发展计划 123

4.3 陆地表层遥感参数反演的主要方法 129

4.4 陆地表层遥感参数反演的主要产品 133

4.5 遥感产品与生态模拟 144

4.6 结论 146

参考文献 146

第5章 GIS支持下高分辨率空间数据在流域生态模拟应用中的尺度问题 157

摘要 157

Abstract 158

5.1 引言 159

5.2 基本概念 159

5.3 GIS的计算邻域与生态要素空间作用范围：计算邻域问题 161

5.4 高空间分辨率数据下生态要素在空间上的协同变化：空间尺度不兼容问题 167

5.5 实例分析 169

5.6 本章小结 173

参考文献 173

第二篇 生态系统变化过程的模型模拟与信息融合第6章 生态系统水循环过程的动态模拟与流域水资源管理 179

摘要 179

Abstract 180

6.1 生态模型概论 181

6.2 土壤-植物-大气系统水分过程的模拟 184

6.3 农田生态系统作物生长与水、热、CO2传输综合模型 189

6.4 流域水循环模型及其与生态模型的耦合 202

参考文献 213

第7章 生态系统碳循环的时空动态模拟及计量方法 223

摘要 223

Abstract 224

7.1 前言 225

7.2 生态系统碳循环分量 225

7.3 光合作用模拟方法 226

7.4 呼吸作用模拟方法 233

7.5 林分年龄是森林碳循环中的重要驱动因子 234

7.6 干扰对碳循环的影响 235

7.7 碳循环的时间尺度及其在碳模拟中的应用 236

7.8 减少碳收支计量不确定性的几个策略 236

7.9 中国和加拿大个例分析 237

参考文献 241

第8章 森林生长和碳动态变化的混合模拟方法 247

摘要 247

Abstract 248

8.1 前言 249

8.2 模型结构 249

8.3 子模型描述 250

8.4 一个面向对象（object-oriented）模型的建立策略 254

8.5 模型检验和应用 254

8.6 讨论 261

参考文献 262

第9章 陆地生态系统初级生产力遥感模型估算 267

摘要 267

Abstract 268

9.1 前言 269

9.2 主要GPP遥感估计模型回顾 271

9.3 VPM模型详细描述 274

9.4 典型生态系统GPP遥感模型估算 276

9.5 模型精度评价和不确定性分析 279

9.6 小结 280

参考文献 280

第10章 多尺度、多源生态观测数据的同化技术及其在碳循环研究中的应用 285

摘要 285

Abstract 286

10.1 引言 287

10.2 陆地生态系统碳循环模拟模型 287

10.3 数据同化技术 289

10.4 基于通量网的应用 291

10.5 基于控制试验的应用 293

10.6 小结 295

参考文献 296

第三篇 全球变化驱动下的生态系统变化过程及其适应性第11章 气候变化对陆地生态系统格局的影响 301

摘要 301

Abstract 302

11.1 中国陆地生态系统空间格局 303

11.2 中国陆地生态系统时空格局变化趋势 306

11.3 气候变化对中国陆地生态系统格局的影响机制 312

11.4 展望 314

参考文献 315

第12章 生态系统的生物种群和植被动态对全球气候变化的响应与适应 317

摘要 317

Abstract 318

12.1 引言 319

12.2 全球气候变化对植物的影响 319

12.3 植物种群结构与动态对全球变化的响应 321

12.4 当前及未来气候情景下的植被动态 323

12.5 展望 325

参考文献 326

第13章 生态系统的碳、氮、水过程对全球变化的响应与适应 331

摘要 331

Abstract 332

13.1 生态系统碳、氮、水过程对温度升高的响应与适应 333

13.2 生态系统碳、水过程对降水格局变化的响应与适应 338

13.3 生态系统碳、氮、水过程对大气CO2浓度升高的响应与适应 342

13.4 生态系统碳、氮、水过程对大气氮沉降增加的响应与适应 348

13.5 小结和展望 354

参考文献 354

第14章 陆地生态系统碳、氮、水过程间耦合关系及其对全球变化的响应与适应 367

摘要 367

Abstract 368

14.1 陆地生态系统的水、碳耦合循环 369

14.2 陆地生态系统的碳、氮耦合循环 379

14.3 结论与展望 383

参考文献 384

第15章 生态系统结构与功能的复杂性及其环境响应的不确定性 395

摘要 395

Abstract 396

15.1 生态系统复杂性理论概述 397

15.2 生态系统结构与功能的复杂性 399

15.3 生态系统环境响应的不确定性 400

15.4 生态系统复杂性研究方法概述 403

参考文献 405

第四篇 人类活动对生态系统的影响及其评价和调控第16章 中国建设用地扩张的区域差异及其影响因素 409

摘要 409

Abstract 410

16.1 引言 411

16.2 数据与样本 411

16.3 建设用地扩张 412

16.4 人均建设用地区域差异 412

16.5 建设用地变化分析计量经济模型 414

16.6 计量经济模型估计结果与分析 415

16.7 结论与展望 416

参考文献 416

第17章 耕地用途转移对我国耕地生产潜力的影响 419

摘要 419

Abstract 420

17.1 引言 421

17.2 土地利用数据 421

17.3 耕地生产潜力估算模型 422

17.4 耕地用途转移特征 422

17.5 耕地生产潜力变化 424

17.6 2000—2003年耕地变化 425

17.7 政策建议 426

参考文献 427

第18章 农业生态区（AEZ）模型方法与农业生产潜力评估 429

摘要 429

Abstract 430

18.1 引言 431

18.2 AEZ模型框架 432

18.3 土地资源的构成 435

18.4 土地利用类型与作物复种轮种区划 439

18.5 中国农业生产潜力评估 445

18.6 结论与展望 449

参考文献 449

第19章 气候变化、陆地生态系统格局与人类活动相互作用机制 453

摘要 453

Abstract 454

19.1 引言 455

19.2 全球气候变化与国际因素 455

19.3 陆地生态系统及其对全球气候变化的响应 463

19.4 气候、陆地生态系统和人类之间的相互作用机制 468

19.5 中国区域气候变化、土地利用与生态功能案例研究 473

19.6 结论与展望 488

参考文献 489

第20章 生态系统服务功能变化与人类活动承载能力 491

摘要 491

Abstract 492

20.1 重要生态服务的总体变化趋势 493

20.2 用生态足迹度量生态服务消费 510

20.3 中国生态服务的人口承载能力 520

参考文献 523

第21章 生态系统服务的供给、贸易与市场机制 525

摘要 525

Abstract 526

21.1 引言 527

21.2 生态系统服务的供给与消费 527

21.3 生态系统服务的价值化 537

21.4 生态系统服务贸易与市场机制 539

21.5 结论与展望 542

参考文献 542