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