全球变化科学导论(第四版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱诚，马春梅，陈刚 等 著

图书标签:

• 全球变化
• 气候变化
• 环境科学
• 可持续发展
• 地球系统
• 生态系统
• 环境政策
• 地理学
• 科学普及
• 第四版

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030543905

版次：01

商品编码：12292720

包装：平装

丛书名： "十二五"江苏省高等学校重点教材

开本：16开

出版时间：2017-12-01

页数：632

字数：950000

正文语种：中文

内容简介

第四版分为“全球变化研究的基本问题”“全球变化研究的主要方法”“环境演变与全球变化”和“人类活动与全球变化”4篇，共18章，系统介绍了人类文明发展与全球变化的关系、全球变化科学产生的背景及全球变化研究的主要问题、全球环境演变中的突变与渐变、厄尔尼诺和温盐环流对全球气候变化的影响、温室效应与全球变暖、世界人口增长与资源能源开发带来的环境问题、中国经济发展与资源环境问题、国际应对气候变化的主要公约及低碳发展和减排行动峰会、中国应对资源环境问题及气候变化的对策等，并介绍了近年国内外全球变化与人类活动关系*新研究成果。《全球变化科学导论（第四版）》各章节均附有思考题，以利于学生思考和思维能力拓展。

目录

目录
序言
前言
第一篇 全球变化研究的基本问题
第一章 全球变化科学产生的背景及其研究内容和意义 3
第一节 全球变化科学产生的背景 3
第二节 全球变化研究的主要内容及意义 10
思考题 23
第二章 全球变化科学的最新发展趋势 24
第一节 地球系统科学联盟的发展 24
第二节 “未来地球计划” 29
第三节 全球变化研究进展的特点和趋势 35
思考题 46
第三章 全球变化的主要特征与过程 47
第一节 全球变化的时空谱特征 47
第二节 全球变化的驱动力 51
第三节 全球变化的三大循环过程 57
第四节 第四纪冰期及驱动机制 73
思考题 80
第四章 史前时代与工业革命以来全球环境的比较 82
第一节 史前时代的全球环境 82
第二节 工业革命以来的全球环境 92
思考题 99
第二篇 全球变化研究的主要方法
第五章 过去全球变化的重建 103
第一节 年代学 104
第二节 古生物学记录 112
第三节 黄土堆积与古土壤信息载体 136
第四节 深海氧同位素记录 154
第五节 冰芯记录 160
第六节 石笋记录 167
第七节 环境考古 173
第八节 其他记录 181
思考题 190
第六章 遥感与地理信息系统在全球变化研究中的应用 191
第一节 遥感技术与全球变化研究 192
第二节 地理信息系统与全球变化研究 220
第三节 地理信息技术在全球变化研究中的应用实例 224
思考题 243
第七章 全球变化的综合研究方法 245
第一节 全球模式 245
第二节 社会经济模式 252
思考题 258
第三篇 环境演变与全球变化
第八章 自然环境突变事件 261
第一节 天体撞击事件 261
第二节 生物大灭绝事件 265
第三节 气候突变事件 273
第四节 其他突变事件 290
思考题 300
第九章 全球冰冻圈变化 302
第一节 全球冰冻圈概述 302
第二节 冰川与全球变化 308
思考题 321
第十章 全球海面变化 322
第一节 海面变化的基本概念 322
第二节 海面在历史时期和近期的变化 326
第三节 未来海面变化趋势及对人类的影响 339
思考题 355
第十一章 ENSO与温盐环流 356
第一节 厄尔尼诺 356
第二节 南方涛动 360
第三节 温盐环流 362
第四节 ENSO及温盐环流对全球气候变化的影响 365
思考题 373
第十二章 青藏高原隆升及其环境效应 374
第一节 青藏高原隆升过程 374
第二节 青藏高原隆起的环境效应 387
思考题 400
第十三章 全球季风的多尺度演化 401
第一节 全球季风的分布与特征 401
第二节 全球季风的地质演变 404
第三节 多尺度季风变率 405
第四篇 人类活动与全球变化
第十四章 温室效应与全球变暖 415
第一节 气候变化的观测事实及其影响 415
第二节 地球大气组成的变化与温室效应 420
第三节 人类活动与气候变化 429
第四节 全球变暖停滞 433
思考题 436
第十五章 臭氧损耗及其环境效应 437
第一节 紫外辐射及其生物效应 437
第二节 臭氧损耗及其对人类生存环境的影响 442
思考题 450
第十六章 世界人口与资源环境问题 451
第一节 人口问题 451
第二节 植被破坏 460
第三节 生物多样性锐减 462
第四节 土地资源总量 464
第五节 水资源短缺和水污染问题 467
第六节 能源与矿产资源存在的问题 469
第七节 大气污染和固体废物问题 470
第八节 海洋环境污染问题 475
第九节 全球变化对人类健康的影响 480
第十节 战争和政治格局对人类、环境和全球变化的影响 486
第十一节 中国的主要资源与环境问题 496
思考题 511
第十七章 国际应对气候变化的主要公约及减排行动峰会 512
第一节 《联合国气候变化框架公约》 512
第二节 《京都议定书》 515
第三节 “巴厘路线图” 519
第四节 哥本哈根世界气候大会 520
第五节 巴黎气候大会 524
思考题 527
第十八章 世界温室气体排放权交易体系与低碳发展 528
第一节 世界碳排放权交易体系 528
第二节 低碳经济 538
思考题 543
附录1：地球气候的演变及其与CO2的关系 545
附录2：全球变化研究专业术语中外文对照 576
参考文献 590
彩图

全球变化科学导论（第四版） 引言 人类文明的进程，从农业社会的稳定到工业革命的飞跃，再到信息时代的瞬息万变，始终与地球环境的互动息息相关。然而，在过去的一个世纪里，这种互动以前所未有的速度和规模发生着变化，其影响深远且复杂，触及地球的每一个角落，每一个生命系统。气候的变暖、生物多样性的锐减、海洋的酸化、陆地生态系统的退化、淡水资源的枯竭……这些曾经在漫长地质年代中缓慢演变的地质和生物过程，如今正被人类活动以前所未有的速度推向临界点。 《全球变化科学导论（第四版）》并非简单地罗列这些令人忧虑的现象，而是旨在提供一个系统、全面且深入的视角，帮助读者理解全球变化背后的科学原理、驱动因素、相互作用机制以及潜在的后果。本书的核心在于“科学”二字，它鼓励读者以严谨的科学思维，去审视我们赖以生存的这个星球所面临的挑战。我们将深入探讨各个子系统的科学基础，例如大气科学如何解释日益升高的温室气体浓度及其对气候的影响；海洋学如何揭示全球变暖对海平面上升、洋流变化以及海洋生态系统的冲击；陆地生态学和生物圈科学又如何阐释森林砍伐、土地利用变化以及物种灭绝对地球碳循环和生物多样性的威胁。 更重要的是，本书强调了这些看似独立的地球子系统之间错综复杂的相互联系。例如，森林砍伐不仅直接导致碳排放，还会改变区域水循环，进而影响全球气候模式。海洋吸收了大量的二氧化碳，但其吸收能力也受到温度升高和酸化的限制，这又反过来加速了大气中二氧化碳浓度的增加。本书将通过大量的案例研究和数据分析，展现这些相互作用如何形成复杂的反馈循环，有时会放大变化，有时则会可能缓解变化，但总体而言，它们共同塑造了当前全球变化的轨迹。 本书的第四版，是在前三版的基础上，不断更新和充实前沿科学研究成果的结晶。地球科学的研究日新月异，新的观测技术、模拟模型以及对地球系统过程的理解都在不断深化。第四版将纳入近十年来最重要的一些科学发现，例如对极端天气事件频率和强度变化的最新认识，对冰川和极地冰盖融化加速及其对海平面上升影响的更精确评估，对生物多样性丧失的最新量化和预测，以及对人类社会对这些变化响应的最新研究进展。同时，本书也将更加关注交叉学科的融合，例如将气候变化与健康、粮食安全、水资源管理、经济发展以及社会公平等议题进行更紧密的联系，因为全球变化的影响从来不是孤立的，而是与人类社会的方方面面交织在一起。 本书的目标读者广泛，包括地理学、环境科学、生态学、大气科学、海洋科学、地质学、农学、林业、水利工程等相关专业的本科生和研究生。同时，对于对全球变化科学感兴趣的政策制定者、科研人员、教育工作者以及公众，本书也将是一本极具参考价值的读物。我们力求以清晰易懂的语言，结合丰富的图表和数据，将复杂的科学概念呈现给读者，即使是初次接触这一领域的读者，也能循序渐进地掌握核心知识。 第一部分：地球系统的构成与基本过程 全球变化的核心是地球系统。在深入探讨变化之前，我们首先需要理解地球系统是如何运作的。本部分将从宏观和微观两个层面，详细介绍地球系统的组成部分及其基本运行规律。 地球的圈层结构与物质循环： 我们将从大气圈、水圈、岩石圈、生物圈这四大圈层出发，探讨它们各自的特征、组成以及相互之间的物质交换和能量流动。这包括对大气成分、温室气体效应、水循环（蒸发、降入、径流、地下水等）、岩石风化与侵蚀、以及生物圈的能量输入（光合作用）和能量输出（呼吸作用）等关键过程的详细阐述。我们将特别关注构成全球变化基础的物质循环，例如碳循环、氮循环、水循环和磷循环。理解这些循环在自然状态下的平衡，是认识人类活动如何打破平衡的关键。例如，我们将详细解析自然界的碳循环是如何在生物、大气、海洋和土壤之间流动的，并介绍地质时间尺度上碳的储存和释放过程。 地球的能量平衡与气候系统： 太阳辐射是地球能量的主要来源，而地球自身也会向外辐射能量。地球系统的能量平衡决定了地球的平均温度。本部分将深入探讨太阳辐射的接收与反射（反照率）、地球的辐射平衡、温室效应的形成机制以及能量在不同圈层之间的传递方式。我们将介绍气候系统的基本概念，包括气温、降水、风、湿度等气候要素，以及它们如何受到能量平衡的影响。此外，还将引入气候系统中的反馈机制，例如冰雪反照率反馈、水汽反馈等，这些反馈机制对于理解气候变化的放大或减缓至关重要。 地球系统的时空尺度与相互作用： 地球系统内的过程发生在不同的时空尺度上，从短期的天气变化到长期的地质演变。本部分将强调这些不同尺度过程的相互联系。例如，局部的天气现象（如风暴）如何受到大范围气候模式的影响，而长期气候变化又如何改变局部的水文条件。我们将引入地球系统科学的一些核心思想，即各个圈层并非独立存在，而是通过能量和物质的交换紧密联系在一起，构成一个复杂的、动态的整体。理解这些相互作用，例如海洋对大气中二氧化碳的吸收，以及陆地植被对大气中水汽的释放，是认识全球变化整体性的基础。 第二部分：驱动全球变化的因素 全球变化并非单一因素作用的结果，而是多种自然和人为因素共同驱动的复杂过程。本部分将深入剖析这些驱动因素，区分其作用机制和影响程度。 自然驱动因素： 地球本身存在着周期性的自然变化。我们将回顾并分析这些自然驱动因素，包括： 太阳辐射变化： 太阳活动的变化，例如太阳黑子周期，对地球接收的太阳辐射量会产生微小影响，从而可能对气候产生短期效应。 火山活动： 大规模的火山爆发能够将大量的火山灰和气溶胶释放到大气中，短期内会阻挡太阳辐射，导致地表降温。 地球轨道参数变化（米兰科维奇循环）： 地球围绕太阳的轨道形状、地轴倾角以及进动方向的周期性变化，对地球接收到的太阳辐射在不同纬度和季节的分布产生长期影响，是导致冰期和间冰期交替的重要驱动因素。 板块构造与地质活动： 缓慢的地质过程，例如大陆漂移、山脉形成和火山活动，在数百万年的尺度上对气候产生了深远影响。 人为驱动因素： 随着工业革命以来人类活动的急剧增长，人类对地球系统的影响日益显著，并成为当前全球变化的最主要驱动力。我们将重点分析以下人为驱动因素： 温室气体排放： 燃烧化石燃料（煤、石油、天然气）、工业生产、农业活动（如畜牧业、稻田）以及毁林等活动，释放出大量的二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）和氟化物等温室气体。我们将深入探讨这些温室气体的来源、在大气中的浓度变化、以及它们如何增强温室效应，导致全球气温升高。 土地利用变化： 农业扩张、城市化、森林砍伐、草地退化等土地利用方式的改变，不仅影响地表的反照率，改变局部气候，还会影响碳循环、水循环以及生物多样性。例如，森林砍伐减少了对二氧化碳的吸收，并可能导致土壤侵蚀和水土流失。 气溶胶排放： 工业活动、农业燃烧和生物质燃烧会释放出各种气溶胶，如硫酸盐、黑碳等。气溶胶对气候的影响十分复杂，一部分气溶胶具有降温作用（反射太阳辐射），而另一部分（如黑碳）则具有吸热作用。 臭氧层损耗： 过去，人类活动释放的氟氯烃（CFCs）等物质导致了平流层臭氧层的损耗，增加了到达地表的紫外线辐射，对人类健康和生态系统产生了影响。虽然国际社会通过《蒙特利尔议定书》成功控制了这些物质的排放，但其影响仍然是全球变化研究的重要组成部分。 其他人类活动： 包括水资源过度开发、海洋酸化（主要由于吸收大气中过量的CO2）、以及生物多样性丧失等，都属于人类活动对地球系统造成的改变。 第三部分：全球变化的关键表现与影响 人类活动导致的全球变化，已经体现在地球系统的方方面面，并产生了广泛而深刻的影响。本部分将聚焦于全球变化最突出的表现及其对自然环境和社会经济系统的冲击。 气候变化： 这是全球变化最核心的表现形式。我们将详细阐述： 全球平均气温升高： 过去一个多世纪以来，全球地表平均温度持续上升，极端高温事件频发。 极端天气事件： 热浪、干旱、洪水、强风暴（如飓风、台风）等极端天气事件的频率和强度正在增加。 降水格局变化： 全球范围内的降水分布发生变化，一些地区干旱加剧，另一些地区则面临更频繁的洪涝。 冰川与极地冰盖融化： 高山冰川、格陵兰冰盖和南极冰盖加速融化，导致海平面上升。 海平面上升： 受冰川融化和海水热膨胀的双重影响，全球平均海平面持续上升，对沿海地区构成严重威胁。 海洋的变化： 海洋是地球气候系统的重要组成部分，也是全球变化最直接的受害者之一。 海洋温度升高： 海洋吸收了地球系统中绝大部分多余的热量，导致海水温度升高。 海洋酸化： 海洋吸收大气中的二氧化碳，导致海水pH值下降，即海洋酸化。这对珊瑚礁、贝类等海洋生物的生存构成了严重威胁。 海平面上升： 如前所述，海平面上升是海洋温度升高和冰川融化的直接后果。 海洋环流变化： 海洋温度和盐度的变化可能影响洋流的强度和模式，进而对全球气候产生遥远影响。 陆地生态系统的变化： 生物多样性丧失： 由于栖息地破坏、气候变化、污染和外来物种入侵等因素，全球物种灭绝的速度正在加快。 森林生态系统变化： 森林火灾、病虫害、以及森林砍伐和土地利用变化，导致森林面积减少和生态功能退化。 干旱与荒漠化： 气候变暖和降水格局变化导致一些地区干旱加剧，草地和耕地退化，荒漠化面积扩大。 农业与粮食安全： 气候变化影响作物生长周期、产量和分布，对全球粮食安全构成挑战。 水资源的挑战： 水资源短缺： 一些地区面临日益严重的水资源短缺，特别是在干旱和半干旱地区。 洪水风险增加： 极端降水事件导致一些地区面临更频繁和更严重的洪水威胁。 水质污染： 土地利用变化、农业径流和工业排放导致水体污染问题加剧。 第四部分：研究方法、模型与观测 为了理解和预测全球变化，科学家们发展了多种先进的研究方法、观测技术和模拟模型。本部分将介绍这些工具和技术。 观测技术与数据： 地面观测网络： 包括气象站、水文站、土壤监测站、生态监测站等，提供长期、连续的地面数据。 遥感技术： 卫星遥感能够监测地表温度、植被覆盖、海平面高度、大气成分等，为全球变化研究提供宏观视角。 海洋观测： 包括浮标、潜标、船舶观测、 Argo 浮标等，用于监测海洋温度、盐度、洋流、pH值等。 冰芯与沉积物研究： 通过分析古代冰芯和海洋、湖泊沉积物，可以重建过去的气候和环境信息。 数值模型： 气候模型（GCMs）： 全球气候模型是模拟地球气候系统演变的复杂计算机模型，能够模拟不同温室气体排放情景下的未来气候变化。 地球系统模型（ESMs）： 比气候模型更复杂，能够耦合和模拟大气、海洋、陆地、生物圈等多个圈层之间的相互作用。 水文模型、生态模型等： 用于模拟特定过程，如河流流量、植被生长、碳汇等。 数据分析与统计方法： 科学地分析海量的观测数据，识别趋势，检测信号，评估模型结果，离不开统计学和数据挖掘技术。 第五部分：未来展望与应对策略 理解全球变化，最终是为了找到有效的应对策略，以减缓其进程，适应其影响，并最终实现可持续发展。 未来情景预测： 基于不同的社会经济发展路径和减排努力，科学家们对未来全球变化情景进行预测，为政策制定提供科学依据。 减缓策略： 能源转型： 发展可再生能源（太阳能、风能、水能等），提高能源效率，减少对化石燃料的依赖。 碳捕获与封存（CCS）： 探索和发展从工业排放源捕获二氧化碳并将其安全储存的技术。 提高森林碳汇能力： 植树造林、停止毁林，增加森林面积和碳储存量。 可持续农业与土地利用： 采用更环保的农业实践，减少温室气体排放，提高土壤固碳能力。 适应策略： 建设气候韧性基础设施： 提高海岸防护能力，改善排水系统，建设抗旱耐涝的农业系统。 水资源管理： 提高用水效率，发展节水技术，保护和恢复水生态系统。 粮食安全保障： 培育耐候性作物，调整种植结构，发展可持续的渔业和畜牧业。 公共卫生应对： 应对气候变化带来的健康风险，如热浪、传染病等。 国际合作与政策： 全球变化是全球性问题，需要各国携手合作，通过国际协议（如《巴黎协定》）共同努力，制定和实施有效的减排和适应政策。 公众意识与教育： 提高公众对全球变化的认识，促进个人和社区层面的行动，是应对这一挑战的重要一环。 《全球变化科学导论（第四版）》将引领读者踏上一段探索地球系统奥秘、理解我们时代最严峻挑战的旅程。通过严谨的科学分析和前沿的研究成果，本书将帮助读者形成对全球变化全面而深刻的认知，并激发他们为构建一个更可持续的未来而贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名环境科学专业的学生，在选择教材的时候，老师推荐了这本书，说它是这个领域的经典之作。我迫不及待地想翻开它，看看这第四版在之前的版本上又有哪些更新和深化。我关注的重点在于书中是否能够提供最新的研究进展和数据，以及对未来全球变化趋势的预测。尤其是在当前全球气候变化日益严峻的背景下，了解最新的科学认知和应对策略显得尤为重要。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能引导我们思考科学研究在解决实际问题中的作用。比如，书中对于不同减排技术的评估、碳捕捉与封存的潜力、以及可持续发展模式的探讨，这些都是我非常感兴趣的内容。我也希望书中能有一些关于政策制定和国际合作的讨论，毕竟全球变化问题需要全球性的解决方案。这本书的厚度让我感到它内容非常扎实，相信能够为我的专业学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《全球变化科学导论(第四版)》的书页纸质非常好，摸起来很舒服，而且印刷清晰，排版也很合理，阅读体验感很棒。虽然我不是专业的科学研究者，但平时也会关注一些关于气候变化、环境污染等方面的新闻报道，总觉得它们之间好像有千丝万缕的联系，但具体是怎么回事又说不清楚。看到这本书的名字，我联想到最近几年越来越频繁的极端天气事件，以及关于海平面上升、生物多样性丧失等讨论，觉得这本书也许能解答我心中的很多疑问。我尤其关心书中是否会深入浅出地解释一些比较前沿的科学概念，比如温室效应的机理、不同区域气候变化的差异性、以及人类活动对这些变化的影响程度等等。我希望通过阅读这本书，能够更科学、更理性地看待这些全球性问题，而不是仅仅停留在感性的认知层面。如果书中还能提供一些数据图表或者模型演示，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有质感，一看就给人一种学术的严谨感。我一直对地球的未来和我们所处的环境变化很感兴趣，但又觉得这个领域太过宏大和复杂，总是不知道从何下手。偶然间在书店看到了这本书，厚实的书本和“导论”两个字让我觉得这或许是一个不错的起点。我还没有开始阅读，但光是翻看目录，就觉得内容涵盖了非常广泛的议题，从大气科学到海洋学，从生态系统到社会经济影响，似乎把我们星球上发生的各种变化都串联了起来。这种体系化的呈现方式，让我对接下来的阅读充满了期待。我希望这本书能帮助我建立一个清晰的认识框架，理解不同科学领域是如何相互关联，共同影响着全球变化的。我也很期待书中是否会提供一些经典的案例分析，让我能更具体地了解这些理论是如何体现在现实世界的。总而言之，这本书给我一种“大而全”的印象，希望它能成为我探索全球变化科学世界的一块坚实基石。

评分☆☆☆☆☆

我最近在关注一些关于地球生态系统和生物多样性保护的议题，发现在讨论这些问题时，往往会涉及到气候变化、土地利用变化、污染等多种因素的影响。这本书的名字《全球变化科学导论(第四版)》似乎正好能为我提供一个整合性的视角。我比较期待书中能够详细阐述不同环境因素是如何相互作用，对生态系统造成影响的。例如，气候变暖是否会改变物种的栖息地分布？土地的过度开发又会如何加剧气候变化的负面效应？书中是否会提供一些具体的案例，说明这些全球变化是如何具体影响到特定区域的生态系统，以及这些变化又可能对人类社会产生哪些连锁反应？我希望通过阅读这本书，能够更深入地理解人类活动与自然系统之间的复杂关系，并从中找到一些保护地球生态环境的科学依据。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学史和科技发展史很感兴趣的读者，我一直对人类是如何一步步认识我们所居住的地球，以及如何理解地球系统本身的演变过程感到着迷。这本书的书名《全球变化科学导论(第四版)》让我联想到，在过去几十年里，科学界对于地球系统的理解肯定发生了巨大的进步。我很好奇，这本书是如何梳理和呈现这些科学认知的演变过程的？它是否会介绍一些关键的科学发现和里程碑式的研究？书中是否会提及那些在全球变化科学领域做出杰出贡献的科学家及其理论？我特别想了解，从最初的观测和描述，到后来复杂的模型和预测，科学界是如何一步步建立起对全球变化的系统性认识的。这本书的“导论”性质，或许意味着它会从基础概念讲起，然后逐步深入，所以我期待它能提供一个清晰的历史脉络，让我更好地理解这个学科的来龙去脉。

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