全球变化研究的由来及其意义
全球变化研究是人类社会可持续发展的科学基础
题目：基于你对全球变化的认识与理解，请论述：为什么全球变化研究是人类社会可持续发展的科学基础。
一．全球变化、可持续发展全球变化,意指在地球环境方面的自然和人为变化导致的所有全球问题及其相互作用。
国际科学联盟将全球变化定义为“可能改变地球承载生物能力的全球环境变化(包括气候、土地生产力、海洋和其它水资源、大气化学以及生态系统的改变)”。
狭义的全球变化主要指大气臭氧层的损耗、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖。
现在的理解,除这三个方面外,一般还包括生物多样性的减少、土地利用格局与环境质量的改变(水资源污染、荒漠化、森林退化等)、人口急剧增长等更为广义的内容。
全球变化的加剧,危及人类本身的生存。
这一事实已被大量研究结果所揭示, 被绝大多数科学家所认定,并被政治家们所接受。
80年代以来,持续发展的思想在此背景下得以广泛重视,并逐渐成为当今世界经济发展和环境保护的战略和理论。
可持续发展：可持续发展是一种注重长远发展的经济增长模式，最初于1972年提出，指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力，是科学发展观的基本要求之一。
二.全球变化的现象1.大气臭氧层的损耗位于大气平流层的臭氧层能阻止过量的有害短波幅射(主要是紫外幅射)进入地球的表面。
研究表明,臭氧层正在变薄。
南极南部海洋上空的臭氧层已在每年9、10月会出现一个大洞,而且每年都在变深,这个臭氧洞现在所占的面积约3倍于美国本土48个州总面积。
即使现在停止污染、损耗臭氧层,臭氧洞的恢复也要几十年的时间。
北极也开始出现类似的问题,虽然还没有出现臭氧洞,但是北部在最近的40年间,至少在寒冷季节里,平流层的臭氧层已损耗10%。
2.大气中氧化作用的减弱在正常的情况下,大气本身能够通过氧化作用来清除那些干扰现有功能的气体和分子。
但这种机能正在减弱。
例如,大气的天然“清洁剂”羟基能与甲烷和一氧化碳起化学反应,从而清除它们。
由于一氧化碳的活性强于甲烷,大气首先使用它的羟基来清除一氧化碳,然后才来清除甲烷。
全球变化研究——一个新的国际前沿科学计划
全球变化研究——个新的国际前沿科学计划一、全球变化研究简介全球变化研究（Global Change Research）是指研究地球系统及其组成部分及其相互关系的变化，以及这些变化对人类社会经济和生态系统的影响。
它是一个广泛的学科，包括气候变化、生物多样性、环境污染、土地利用、能源、社会经济系统和技术等多个领域。
全球变化研究旨在更好地理解地球系统的变化，以及变化对人类社会和生态系统的影响，为人类提供更多的可持续发展策略。
二、国际前沿科学计划全球变化研究是一个新的国际前沿科学计划，旨在更好地理解地球系统的变化，以及变化对人类社会和生态系统的影响，为人类提供更多的可持续发展策略。
这是一项重大的科学挑战，需要国际社会共同努力。
1、科学研究方向全球变化研究的研究方向包括：气候变化、生物多样性、环境污染、土地利用、能源、社会经济系统和技术等。
研究重点在于更好地理解地球系统的变化，以及变化对人类社会和生态系统的影响，为人类提供更多的可持续发展策略。
2、科学研究的重点全球变化研究的科学研究重点主要是：一是深入研究地球系统的变化，了解全球变化的趋势、机制和原因；二是深入研究全球变化对人类社会和生态系统的影响，探索可持续发展、环境保护和资源管理的有效策略；三是深入研究全球变化的国际政治、经济和社会影响，为国家和全球治理提供科学支持。
3、科学研究的意义全球变化研究的意义在于更好地理解地球系统的变化，以及变化对人类社会和生态系统的影响，为人类提供更多的可持续发展策略。
它有助于更好地保护和利用地球资源，有助于更好地治理社会经济和生态系统，有助于更好地控制全球变化，有助于更好地推动人类可持续发展。
四、国际合作全球变化研究是一项重大的科学挑战，需要国际社会共同努力。
为此，各国应共同组织和参与国际科学合作，加强集体智慧，共同探索全球变化的机制和原因，共同探索有效的可持续发展策略，共同探索全球变化的政治、经济和社会影响，为国际社会提供科学支持。
全球变化
气候变化: 全球变化研究是以地球系统科学作为指南,从行星地球整体角度出发,将地球的大气圈、水圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈看成是具有有机联系的全球系统,把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器,人类活动作为第三促动因素,发生在该系统中的重大全球变化是在上述力的驱动下,通过物理、化学和生物学过程的相互作用的结果。
全球变化的概念模型在此模型中，全球变化可以分为两个过程体系：物理气候系统和生物地球化学循环。
物理气候系统的子系统主要涉及：大气物理/动力学、海洋动力学、地表的水汽和能量循环；生物地球化学循环的子系统主要涉及：大气化学、海洋生物地球化学和陆地生态系统。
每个子系统都直接或间接地同其他子系统发生相互作用。
驱动全球变化的最终能源是太阳能。
能量和水以各种方式贯穿于整个体系。
同时，人类活动也受到全球变化的制约。
全球变化的研究对象,内容及意义：全球变化属近些年来由于时代的发展、科学的进步,社会的需要情况下,已经形成一门全人类共同关注的世界前沿科学。
它具有多学科交叉的特点,是一门具有很强生命力和新生长点的科学。
全球变化研究涉及的内容不仅是各国科学家关心的问题,也是许多国家政府首脑甚至全世界人类共同关心的问题。
政府和科学家对全球变化反映：A.背景：《京都议定书》1997年12月，149个国家和地区的代表在日本召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议，会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。
B《京都议定书》正式生效,2005年2月16日开始正式生效。
《京都议定书》生效后，二氧化碳减排额还将成为一种商品在世界流通。
C各国对《京都协议》的反映与对策：1表面上是环境问题，实质是经济、能源、政治问题。
2负面影响：·钢铁石化电机冲击巨大：其中电机电子产业中，以发电厂影响最大，电子产业的温室气体排放量并不多。
大型钢铁企业在加入世界钢铁协会时，被要求要进行二氧化碳的削减计划；·半导体产业重大负面：虽排放量相当低，但对地球温暖化的效应，是二氧化碳的数千倍。
张兰生全球变化.
人类生态系统是一个构建在固体地球系统、 物理气候系统和自然生态系统之上，并作 为水循环、生物地球化学循环和地球岩石 圈循环过程的一个中间环节的系统，是地 球系统的一个重要组成部分。
三、地球系统的物质和能量转化
地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列的过程 来实现的。这些过程按其性质可分为物理过程、化学过程 和生物过程三种类型。地球系统的过程是地球系统中由物 理、化学或生物学规律所支配的那些现象的集合。以全球 碳循环为列。
地理学之父-竺可桢
我国著名的科学家和 爱国教育家，当代 闻名的科学家、地 理学家和气象学家， 中国近代地理学和 气象学的奠基人。
科学考察
黄土之父-刘东生
刘东生（1917-2008），我国 著名地质学家，中国科学院院士。 20世纪80年代，刘东生基于中国黄 土重建了250万年以来的气候变化 历史，使黄土与深海沉积、极地冰 芯并列成为全球环境变化研究的三 大支柱，为全球气候变化研究做出 了重要贡献，为国际科学界所信 服 。
全球变化是对人类生存和发展的挑战。对于 人类社会而言，全球变化意味着人类生存条件的 变化，势必对人类产生有利或不利的影响。
二、全球变化研究的主要内容
4、全球变化信息的获取、处理和分析
技术
全球环境演变、与环境演变相联系的过程和 驱动力、全球变化对人类的影响与人类的响应构 成了全球变化研究的主要内容。需要并产生大量 的、多种类型的数据和信息，这些数据包括反映 过去全球变化的各种信息、监测正在进行的全球 变化过程所获得的信息，以及由各种分析、模拟 所产生的信息等。其数据涵盖地球系统的各个方 面，全球各种尺度数据的获取、接收、分析处理、 汇编存档和使用，决定着全球变化研究的成败。
全球变化 Global Change
全球变化之全球变化科学导论(大气所考博真题知识点归纳)
《全球变化科学导论》要点总结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及意义1、什么是全球变化？其产生背景？答：全球变化作为一个科学术语和一门交叉学科，是随着全球环境问题的出现和人类对其认识程度的不断深化而提出并发展起来的。
全球变化科学的精髓是系统地球观，强调将地球的各个组成部分作为统一的整体来加以考察和研究，将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用和地球上的物理的、化学的和生物的基本过程之间的相互作用，以及人类与地球之间的相互作用联系起来进行综合集成研究。
即全球变化科学是研究作为整体的地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理（自然的和人为的），并预测其未来变化的科学。
它研究的首先是一个行星尺度的问题——将大气圈、水圈（含冰雪圈）、岩石圈和生物圈看成是有机联系的全球系统，把太阳和地球内部作为两个主要的自然驱动器，人类活动作为第三种驱动机制。
发生在该系统中的全球变化是在上述驱动力的推动下，通过物理、化学和生物学过程相互作用的结果。
全球变化科学是在时代发展、科学进步、人类活动的强烈影响和社会需要的背景下产生的，主要表现在以下几个方面：（1）硬件条件。
在20世纪末，全球国际性应用的探测器和预测预报系统已有约1000个高空站、10000个气象站、3000个飞行器、7000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库，还有全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。
（2）由于强烈的人类活动和社会经济的飞速发展，目前在全球范围内产生以下十大环境问题，急需国际社会合作共同解决。
主要有大气污染、温室气体排放和气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、水资源匮乏和水体污染、海洋环境恶化、森林锐减、物种濒危、垃圾成灾、人口增长过快。
（3）从人类社会文明发展看，全球变化科学的产生是历史进程的必然。
（4）从历史发展角度看，全球变化研究有其科学思想的代表。
亚里士多德第一次提出支持生命的物理系统；加兰第一次提出地球系统科学的概念；弗里德曼第一次提出“全球变化”概念，从此人类开始从交叉学科角度将地球作为全球系统开展研究。
基于你对全球变化的认识与理解,请论述：为什么全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础？
基于你对全球变化的认识与理解，请论述：为什么全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础？全球变化是指由自然因素和人类活动引起的地球系统功能的全球尺度的变化。
全球变化研究作为一门方兴未艾的科学，其研究对象是人类赖以生存的地球系统，通过揭示和理解地球系统运转机制、变化规律及人类活动对地球环境系统的影响，提高人类对未来环境变化的预测能力，为全球环境问题的宏观决策提供科学依据。
可持续发展是指“既满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”，可以从自然属性、社会属性、经济属性、科技属性等方面概括。
可持续发展主要涉及人口、资源、生态、环境、社会等诸方面，包括资源和生态环境可持续发展、经济可持续发展和社会可持续发展三个方面。
可持续发展作为一种全新的发展模式，已成为全球全人类面向未来的最优选择，它超越了以往任何发展观念、发展模式，是一种全新的发展理念。
事实上，可持续发展战略作为一项复杂的生态—经济—社会系统工程，不仅是区域性的，更是全球性的，在研究对象、研究目的上与全球变化研究有着极大的相关性，在一定意义上全球变化状况是人类社会可持续发展的前提制约条件之一，全球变化研究为可持续发展研究提供了科学依据，是人类社会实现可持续发展的科学基础。
其原因主要有以下几个方面：一、全球变化研究是一门跨地球科学、环境科学、生物学、天体科学、遥感技术以及有关社会科学的综合性、交叉性和系统性的科学体系，美国将其称为“地球系统科学”。
全球变化科学的研究对象是地球系统的各圈层及其相互作用，也即地球系统中的物理、化学、生物和人类等子系统过程及其相互作用。
其目标是总结地球生物化学系统、物理气候系统等的演变规律和机制，解释人类赖以生存的地球环境发展规律变化之谜，直接目标是为人类合理开发利用自然资源、控制水、土、大气污染，为有关部门制定环境问题的重大决策提供科学依据，从而为人类社会的可持续性发展服务。
二、由于地球系统是一个独立的自调节系统，包括物理、化学、生物和人类等组成部分，各组成部分之间的相互作用与反馈非常复杂，并且具有多尺度的时空变化，预测与评估地球环境的变化及人类活动对地球环境的影响及其后果成为全球变化研究的重要内容之一。
全球变化复习资料
第一章全球变化：由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化。
地球系统科学和全球变化研究变革，四个主要表现：1、地球是一个有机联系的整体2、地球是一个以变化为特征的行星3、人类正在成为全球环境变化的驱动力4、可持续发展观全球变化研究的意义1、全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础。
2、深化对地球系统的认识，发展地球系统科学。
3、改变人类的观念、促进应用基础科学和有关社会科学的发展科学内涵体现在三个方面1、以地球系统为基础2、以发生在各种时间尺度上的动态变化为核心3、人类是全球变化的驱动力，也是全球变化影响的承受者主要科学问题变化：地球系统是怎样变化的？驱动力：地球系统变化的主要驱动力是什么？响应：地球系统对自然变化和人类引起的变化是如何响应的？后果：地球系统变化的结果对人类的影响与人类的响应是什么？预测：如何预测地球系统未来的变化？国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。
②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。
③人类活动对全球变化的影响。
④全球变化的影响、风险与适应。
⑤全球变化的观测、监测和数据融合。
⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。
国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。
②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。
③人类活动对全球变化的影响。
④全球变化的影响、风险与适应。
⑤全球变化的观测、监测和数据融合。
⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。
中国的全球变化研究成就：1、建立了一批与全球变化研究相关的研究机构和基地。
2、形成了一支颇具规模的研究力量3、初步构建了全球变化观（监）测网络框架4、发展了气候系统模式及其分量模式5、取得了一批有国际影响的全球变化科学研究学术成果未来我国全球变化研究的方向与任务。
1、全球变化的事实、过程和机理研究。
2、人类活动对全球变化的影响研究。
3、气候变化的影响及适应研究。
全球变化
• 应用地层剖面分析建立多处气候与海平面较详细的波动曲线；
• 综合研究了大暖期气候特征与波动,建成了10 级的分辨率以至250 年内季降水记录；
• 推算了近百年比较正确的海平面上升值；
• 推算了至2050 年长江三角洲不同地区的海面上升量及其对海岸侵 蚀、湿地淹没、海堤建筑、洼地排水和盐水入侵影响评估； • 初步估计了西北、华北到2030 年的升温值和降水增加趋势及其对 各种水资源的影响；
（2）主要特点
1）针对我国生存环境重大迫切需要,瞄准国全球变化科学前 沿，结合地域特点,选择典型区域,开展综合研究
• 青藏高原环境演变，黄河水资源演化规律
• 长江三角洲低层大气物理化学与生态相互作用
• 北京大气、水、土区域环境污染机理和控制
2）在我国及周边地区,开展大规模科学试验,并与国际计划相结合, 成功实施了一批由我国科学家领衔的国际性科学计划 • 淮河流域能量与水分循环的试验研究(中日合作) • 东亚古季风的海洋记录(属国际大洋钻探计划) • 中国季风区古环境演变（属国际南极－赤道－北极剖面计划） 3）紧密与我国社会经济可持续发展相结合 • 渤海和东黄海生态系统动力学与生物资源可持续利用研究，解 决我国近海生物资源持续利用中的关键问题，为21 世纪的中国 食物结构调整作出贡献； • 西北生态环境演变规律与水土资源可持续利用研究，直接为我 国西部大开发战略服务。
• 海洋生物多样性
四、“七五”以来我国的全球变化研究
1、“七五”期间(1986-1990年)全球变化研究 （1）概况 • 以中国科学院全球变化预研究和我国第一批国家自然科学
基金重大项目为代表
• 为我国全球变化研究奠定良好开端
（2）主要研究项目和成果 1）中国气候与海面变化及其趋势和影响初步研究 • 通过搜集、整理和比较分析文献中气候史料,发展了一套数学方法, 辨认出若干次气候突变； • 应用冰岩芯资料建立了分辨率达到百年的一万年气候波动曲线；
第1章第2节全球变化与全球变化研究
第1章第2节全球变化与全球变化研究全球变化是指影响地球整体或大范围的各种自然和人为因素引起的气候、环境、生态、经济和社会等方面的变化。
全球变化研究是指对全球变化的原因、过程和影响进行系统性的研究，旨在揭示全球变化的本质和规律，为人类应对全球变化提供科学依据和政策指导。
全球变化主要包括气候变化、环境污染和生物多样性丧失三个方面。
首先，气候变化是全球变化的核心问题之一、包括地球表面气温上升、海平面上升、极端天气事件增多等。
气候变化主要由人类活动引起，如大气中二氧化碳和其他温室气体的排放导致了温室效应的加剧，进而引起地球气候系统的紊乱。
其次，环境污染是全球变化的另一个重要方面。
包括大气污染、水污染和土地污染等。
环境污染主要由能源消耗、工业生产、交通运输和生活排放等人类活动引起，对生态系统和人类健康造成巨大威胁。
最后，生物多样性丧失是全球变化的又一个关键问题。
生物多样性是指地球上生物种类的多样性和遗传多样性。
由于人类的过度捕捞、过度开发和生态环境破坏等因素，导致了许多动植物物种的灭绝和生物多样性的丧失。
为了深入了解全球变化的原因和过程，全球变化研究涵盖了多个学科领域，如气候学、地理学、生态学、环境科学等。
全球变化研究的核心任务包括收集和分析全球变化相关的大量数据，建立全球变化模型来模拟变化的过程和趋势，评估全球变化对地球系统各个方面的影响，提出应对措施和政策建议，推动全球变化治理和可持续发展。
全球变化研究的重要性在于为全球变化防控提供科学依据和政策建议。
通过对全球变化的深入研究，可以更好地理解全球变化的本质和规律，为预测未来变化提供基础，为减缓和适应全球变化提供技术和经济支持。
全球变化研究也有一定的挑战和困难。
首先，由于全球变化是一个复杂的系统性问题，涉及的因素众多、关联复杂，需要跨学科的综合研究。
其次，全球变化研究需要大量的数据和先进的技术手段，而数据的获取和处理成为制约研究的一个关键。
此外，全球变化问题的全球性和长期性给研究提出了更高的要求，需要跨国合作和长期观测。
地球系统与全球变化
科学方法论：归纳法和演绎法
现代基础学科的发展：数学、物理学、化学 牛顿发表的巨著《自然哲学的数学原理》 社会需求和发展的推动：矿藏、远程贸易、新产品开发 …… 战争的需要 探险活动 现代科学分支的产生：地质学、地理学、气象学、海洋学、植物学、天文学 …… 学科分支间的交叉：海洋地质学、海洋生物学、海洋物理学、海洋化学 …… 技术的对科学发展的支撑和相互促进：观测仪器、实 /试验仪器、通信设备和学工作主要依托全球环境变化研究的四大计划进行，侧重于各个 计划之间以及自然科学与社会科学、科学团体与产业和政府部门之间的交叉联合。自2001年以来， ESSP不断完善其工作框架，丰富其业务内容，目前已经初步形成了包含科学研究、分析与模拟、 能力建设和协调合作等多种功能的业务体系，具体包括联合计划、地球系统分析与模拟工作、区 域集成研究与能力发展、科学联络与学术交流共四项任务（见图4-1）。 ESSP的科学目标主要是通过联合研究计划、专门工作组、以及科学会议等方式实现，ESSP利用 专题研究活动、特殊区域研究、科学会议等措施将科学家和不同的研究工作整合起来，通过不同 观点的碰撞、不同方法的集成，提高对地球系统全面认识的能力。这些业务单元的业务开展主要 由各自的科学领导机构（如联合计划的科学指导委员会）负责指导，科学家独立地开展相关科学 研究工作，各业务单元的科学领导机构人员来自各个方面，也包括ESSP的专家（主要来自四大计 划）。另外，通过密切的科学联络和主题明确的科学会议，ESSP也加强了其内部业务的协调以及 与其他科学团体、产业和政府部门的沟通与合作。
21世纪 全球变化研究方向的调整
加深地球系统整体行为的研究 加強为可持续发展服务的全球变化问题 的研究 重视区域对全球变化贡献的研究
什么是区域集成研究
把区域作为地球系统的一个完整单元 ( holistic entity )来研究,必须是跨越学科 边界的研究,包括自然科学与社会科学之间的 边界. 区域研究要为定量的认识区域和全球之间的联 系,以及这些联系的变化的后果作出贡献. 区域研究要为区域的可持续发展提供科学支持. 要综合运用场地观测试验、遥感监测和数值模 拟等研究手段进行集成研究. 要把区域变化的过去、现在和未来的研究结合 起来进行集成研究.
全球变化
全球变化科学不仅是一门具有重大理论价值的基 础科学，其发展将大大加深人类对自己赖以生存的地 球系统的形成变化规律的认识。 全球变化科学又是一门具有明确应用前景的新兴 学科，其研究成果将直接服务于环境保护、资源的合 理开发利用、生态环境的建设，是人类实现可持续发 展的科学基础。
四、全球变化科学研究的主要意义
看，全球变化研究是一门以学科之间交叉地
带为主要研究领域、以学科之间相互渗透和
结合为主要研究方式的交叉学科(表1-3)。
★全球变化的学科性质、特点及研究方法
全球变化科学是一门有重大理论价值的基础科 学，其发展将加深人类对自己赖以生存的地球系统 的形成变化规律的认识。 全球变化科学又是一门具有明确应用前景的新 兴学科，其研究成果将直接服务于环境保护、资源 的合理开发利用、生态环境的建设，是人类实惠可 持续发涨的科学基础。
1．全球变化研究是人类社会实现可持续发
展的新的科学举措
2．有利于深化对地球系统的认识，促进地
球科学、应用基础科学和社会科学的共同发展
3．推动世界科学进步，促进世界和平
思考题
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全球变化 科学产生 的背景
全球变化 科学研究 的主要内 容和相关 国际计划
全球变化科 学研究的意 义是什么？
Contents
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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 人类活动与全球变化
全球变化研究的基本问题
全球变化科学
产生的背景
研究的主要 内容及意义
全球变化研的 过程
产生的过程
背 景
硬件条件 社 会需求 历史 必然性 科学 思想代表
地球系统的划分
（水圈、大气圈为主体） 物理气候系统： 决定 地表水份和能量的交换和分布， 形成全球气候。
全球变化与生态系统的关系研究
全球变化与生态系统的关系研究全球变化是指人类活动和自然力量作用下，影响全球气候、资源、环境和生态系统的各种过程。
气候变化、土地利用变化、生物多样性丧失、生态系统恶化等问题都是全球变化带来的后果。
随着人类活动的不断增加，全球变化问题也成为一个备受关注的热点话题。
因此，对全球变化与生态系统的关系进行研究是一个极其重要的问题。
I. 全球变化的背景和原因全球变化不同于地球历史上出现过的自然变化，其主要原因是人类活动的加剧和发展。
全球变化的主要因素包括人类活动、大气含量变化、太阳辐射变化、火山和海洋活动等。
气候变化是全球变化问题中最严重的问题之一。
人类活动和工业化进程，以及排放CO2等大量温室气体导致大气温度升高，导致气候变化。
土地利用变化也是全球变化问题中十分重要的一环。
人类不断进行农业、林业、城市化等活动，迫使自然资源不断破坏和改变，导致生物多样性的丧失和生态系统的恶化。
II. 生态系统的基本特点生态系统是指由生物体和非生物体相互作用而形成的生态环境。
生态系统包括物种、种群、生物群落、生态过程等基本要素。
其主要特点包括生态区、生态位、物种多样性、物种丰富度、生态系统门槛等。
生态系统严重受到全球变化的影响，生态系统中的许多生物体都受到了生存环境的威胁。
III. 全球变化对生态系统的影响全球变化对生态系统的影响可以从以下几个方面来进行分析：1. 气候变化气候变化可以导致降雨量、温度等各方面的变化，从而影响到生物体的生存环境。
气候变化还可以导致物种的迁移和适应性的改变，进而影响生态系统的稳定性。
2. 土地利用变化土地利用变化可以改变生态系统的结构和功能，从而影响到生态系统的稳定性。
对土地的过度开发会破坏生态平衡，导致生物体迁移、消失或数量减少。
3. 生物多样性丧失生态系统是由众多不同种类的生物体组成，其稳定性与生物多样性密切相关。
全球变化导致生态环境的恶化，加剧了生物多样性的丧失。
失去的生物体会对生态系统造成很大的影响。
全球变化
1.全球变化科学是怎样产生的？社会的需求——当前出现的一系列重大环境问题是人类社会可持续发展的严重障碍理论基础——全球性重大环境问题超越了传统自然科学分支的界限，自然科学和社会科学之间的界限，导出了地球系统地球科学系统的新概念技术支撑——空间遥感技术，计算机和信息技术的发展为从整体上监视、分析和模拟地球系统的行为提供了可能2.全球变化的研究对象、目标和要解决的主要科学问题对象——地球系统目标——描述和理解人类赖以生存的地球系统运行的机制、变化规律以及人类活动在其中所起的作用与影响,从而提高对未来环境变化及其对人类社会发展影响的预测和评估能力，为全球环境问题的宏观决策提供科学依据。
主要的科学问题1）控制全球大气化学组成的基本过程:生物过程在消耗和产生微量气体中的作用2）海洋生物地球化学循环过程: 控制海洋内部碳循环和相关生物过程的主要因子3）海洋热力过程对气候的影响:全球海洋环流，海洋热通量和淡水通量及其与大气的交换 4）地球系统的能量和水循环:植被在能量和水循环中的作用5）海—陆相互作用:海岸带的物质输送和海平面上升6）平流层过程对气候的影响:臭氧层的变化及其生态影响7）地球环境过去的变化:重建地球环境变化的历史及其相关的因子8）全球变化对生态系统的影响:生态系统的结构、功能和生物多样性对全球变化的响应 9）人类在地球系统中的作用:土地利用，工业发展和城市化，人类对全球变化的适应10）地球系统整体行为的集成分析和模拟:地球系统模式11）地球系统的观测:GCOS, GOOS, GTOS若干基础科学问题1）地球系统变化的过程，类型和相互作用的时间和空间特征2）地球基本元素循环过程的性质，它对于强大的外部扰动的冲击的缓冲能力3）地球生物圈的基本性质，它与非生物环境相互作用的缓冲能力4）人与地球环境相互作用的特征3.全球变化的学科性质、特点及研究方法全球变化科学以地球系统为研究对象，但并不是凌驾于所有地球科学、环境科学和宏观生物学以及其它相关科学之上的一门“超级科学”。
一、地球系统科学与全球变化研究
一、地球系统科学与全球变化研究第1章地球系统科学与全球变化研究 1第1章地球系统科学与全球变化研究第1节地球系统科学和全球变化研究的兴起“全球变化”(Global Change)作为一个科学术语是20世纪80年代中期才出现的，它是指由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化。
所谓地球系统指的是相互作用、相互影响的物理、化学、生物与人类过程的集合，这些发生在大气圈、陆地、海洋及其界面的过程实现了物质和能量的转换，因而为行星上的生命提供了条件(IGBP，2001)。
作为地球科学最为活跃的研究领域之一，全球变化研究的实质涉及到对整个地球系统规律的认识，它不仅代表了地球科学的发展方向，是21 世纪地球科学的突破点所在，也寄托着人类社会未来发展的希望，以地球系统科学为基础的全球变化正在成为世界级的科学，其在科学发展中的地位可与19世纪的进化论和20世纪的板块运动的地球科学革命相媲美(IGBP，2001，2004; Kevin Noone，2004;陈宜瑜，2002;汪品先，2003;陈泮勤，2004)。
一、全球变化认识的历史渊源人类很早就认识到环境是变化的。
这种认识主要来源于两个方面。
其中之一是来自有关远古的神话或宗教信仰之中，如中国、印度、及《圣经》等关于远古洪水的传说，我国神话麻姑“三见东海为桑田”等均属于此。
这些神话传说的真实性难以考证，但至少反映了人类对远古历史所流传下来的朦胧记忆或对环境变化所持的信念。
人类对环境演变的认识更多地是来自于对周围自然环境的观察与总结。
古希腊时期的Xenophanes(BC614) 被认为是西方世界最早注意到陆地上存在海洋蚌壳并提出海陆变迁思想的人，亚里士多德(BC384,322)也认为海陆是按着一定规律周期性变化的。
在宗教统治的中世纪时期，西方世界中关于海陆变迁的思想因为与《圣经》中关于创世纪的记载相矛盾而被为期150天的诺亚洪水论所取代。
直到文艺复兴时期，海陆变迁的思想才又被达?芬奇(1452,1519)根据意大利北部岩石中所见到的螺蚌重新提出，并引发出延续数百年的海陆变迁说和洪水说的辩论。
全球变化第一章地球系统与全球变化
第一节 地球系统
一、地球系统的组成
地球系统是由大气圈、水圈、陆圈(包括冰雪 圈，有人称岩石圈)、生物圈和人类本身组成的整 体行星地球。 地球系统是具有一系列相互作用过 程的耦合(一是各圈层之间的相互作用；二是物理、 化学和生物三大基本过程和作用；三是人与地球的 相互作用)，由三大相互作用过程耦合的复杂系统 称地球系统。
1915年大陆漂移学说提出；1920年米兰科维奇天文理论提出；1930年臭 氧层学说提出；1948年第一个数值天气预报产生；1957年国际地球物理 年(开始第一次多学科合作、大规模开展观测)；1960年第一张全球卫星 图片诞生；1969年人类登月成功。此外，还有臭氧洞的发现、海事卫星 的发射和成功使用，直至1986年国际地圈生物圈计划的制定和实施。也 就是说，全球变化研究实际上是上述20世纪以来地球科学发展的里程碑 之一。
2.硬件条件。在20世纪末全球国际性应用的探测器和预测预报 系统已有约1 000个高空站、10 000个气象站、3 000个飞行 器、 7 000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库,还有 全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。
3.从社会需要角度来看，目前公认存在十大环境问题急需国 际合作共同解决。
三、全球变化研究的意义
1.全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础。
2.深化对地球系统的认识，促进地球科学发展
3.改变人类的观念、促进应用基础科学和有关社会科学 的发展。 4.推动世界科学进步、促进世界和平
第三节 全球变化研究的历史、现状和趋势
一、全球变化研究历史
全球变化研究科学是在时代的发展、科学的进步、社会的需 要情况下产生的，主要表现在以下几个方面： 1.从人类社会文明发展的进程看，全球变化研究科学的产生 是历史的必然。1905年发现电离层；1906年发明放射性同位素测年；
地球科学中的全球变化与环境演变
地球科学中的全球变化与环境演变地球科学是一门研究地球本身和周围环境的学科。
它包括地球物理学、地球化学、地质学、气象学、海洋学、生态学等多个领域。
其中，关于全球变化和环境演变的研究，是近年来引起广泛关注的热点领域。
本文将从多个角度来探讨这一主题。
一、全球变化的概念全球变化是指地球不同层面不同方面的变化，包括自然因素和人为因素。
其中，自然因素包括地球自身的变化，如冰期和气候变化；人为因素则包括人类活动对地球造成的影响。
全球变化涉及到众多领域，如气候变化、海平面上升、生物多样性损失等。
全球变化的研究，有助于我们更好地了解地球及其周边环境的变化趋势和未来预测。
二、全球变化对环境的影响全球变化对环境的影响是显而易见的。
气候变化导致的极端天气，如干旱、洪涝等，对农业、水资源等方面造成了严重的影响。
而海平面上升则威胁到沿海城市和岛屿的生存。
生物多样性损失也导致生态系统遭受重创，甚至可能引发生态危机。
因此，了解全球变化对环境的影响，有助于我们从根源上保护地球和人类的生存环境。
三、全球变化的原因全球变化的原因多种多样，其中包括自然因素和人类活动。
例如，过去的冰期和气候变化，是由于地球自身的变化所引发的；而人类活动，如工业化、能源消耗、城市化等，则加速了全球变化的发生。
以下就全球变化的不同原因进行介绍。
（一）自然因素自然因素包括地球自身的周期性变化，如太阳活动、海洋循环等。
例如，周期性的太阳黑子活动，会导致太阳辐射的变化，进而导致地球气温的变化。
此外，在过去的几百万年中，地球经历过多个冰期和间冰期，导致全球气候的变化。
（二）人类活动人类活动对地球的影响主要包括以下几个方面：1. 能源消耗：为了满足人类的生产和生活，需要消耗大量的能源，如石油和煤等。
能源消耗使得大量二氧化碳被释放到大气中，加速了地球的气候变化。
2. 工业化：随着工业的发展，不断释放大量的工业废气和废水。
这些废弃物对大气和水资源造成了严重的污染和破坏。
全球变化全球变化研究出现的科学背景
全球变化全球变化研究出现的科学背景
全球变化是指全球气候、海洋、陆地等环境要素在长时间尺度下的改变，是当今全球面临的重大环境问题之一。
全球变化研究的科学背景包括以下几个方面。
首先，工业革命以来，人类活动的影响开始显现，全球温室气体排放量迅速增加，导致地球气候变暖，极端天气事件频繁发生，海平面上升等问题愈发严重。
其次，全球人口快速增长、城市化进程加快，土地利用方式的改变对环境产生了更大的影响。
种植、养殖、城市化等活动导致生境破坏、生物多样性减少等问题，进而影响全球的生态平衡。
此外，全球变化研究的发展也得益于科技的进步和全球化的趋势。
卫星遥感技术、地球观测网络等技术手段的使用，极大地推动了全球变化研究的发展。
同时，全球化进程使得全球变化问题不再是单一国家所能解决的，需要全球协同应对。
最后，全球变化研究还受到国际政治和经济形势的影响。
全球变化问题对全球经济、社会、政治稳定等方面产生重要的影响，需要各国政府制定相关政策以解决相关问题。
综上所述，全球变化研究出现的科学背景具有多方面的因素，包括人类活动、科技进步、全球化进程以及国际政治和经济形势等因素。
这些因素共同推动了全球变化研究的发展，也为我们应对全球变化问题提供了更加全面的思路和方法。
第1章 第2节 全球变化与全球变化研究
（3）人类的作用
由于人类活动影响的加剧，全球变化过程正以前所未 由于人类活动影响的加剧， 有的速度加快进行，人类已经成为导致全球变化的营 有的速度加快进行， 力之一。开展全球变化研究是人类社会所面临的挑战， 力之一。开展全球变化研究是人类社会所面临的挑战， 狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。 狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。 全球变化主要是指人类生存环境的恶化 当前的全球变化研究特别关注的是对人类和对生物圈 影响最大、对人类活动最为敏感的时间尺度为几十年 影响最大、对人类活动最为敏感的时间尺度为几十年 至几百年的全球变化，以及作为这一尺度变化背景的 至几百年的全球变化， 几千至几万年尺度的变化。 几千至几万年尺度的变化。
（2）所有时间过程
全球变化研究的目的是在所有时间范畴、 全球变化研究的目的是在所有时间范畴、所有时间 所有时间范畴 尺度上认识地球的演化及其变化对人类社会的影响。 尺度上认识地球的演化及其变化对人类社会的影响。 上认识地球的演化及其变化对人类社会的影响
ห้องสมุดไป่ตู้
所有时间范畴： 所有时间范畴： 全球变化研究不仅是为了揭示发生在过去的全球变 化规律， 化规律，更主要地是为认识现代正在进行的及未来将要 发生的全球变化。 发生的全球变化。
张兰生全球变化.
系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的 意思。 系统的基本特征：整体性、关联性、时序性、 等级结构性、动态平衡性
二、地球系统的划分
大气圈
地 球 系 统
地圈
物理气候系统 水圈 岩石圈 固体地球系统
生物圈
人类生态系统从属于生物圈范围内，构建在各个子系统之 上，是水循环、生物地球化学循环和岩石圈循环过程的中 间环节的系统，是地球系统的一个重要组成部分。
生物圈或称为全球生态系统，包括地球上全部生物 和生命支持系统，它的空间范围从地表向上和向下 一直延伸到任何形式的生命自然存在的地方。
物理气候系统决定着地球表层水分和能量的交换和分 布，形成全球的气候； 固体地球系统决定着地壳的生消及其运动，形成地球 的海陆分布格局与各种地貌形态； 全球生态系统包括地球上多种多样的生态群落与生态 系统。
人类生态系统是一个构建在固体地球系统、 物理气候系统和自然生态系统之上，并作 为水循环、生物地球化学循环和地球岩石 圈循环过程的一个中间环节的系统，是地 球系统的一个重要组成部分。
三、地球系统的物质和能量转化
地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列的过程 来实现的。这些过程按其性质可分为物理过程、化学过程 和生物过程三种类型。地球系统的过程是地球系统中由物 理、化学或生物学规律所支配的那些现象的集合。以全球 碳循环为列。
三、全球变化的研究意义
研究全球变化的主要理论和现实意义： 全球变化研究是人类社会实现可持续发展的 科学基础。 深化对地球系统的认识，促进地球科学发展。 改变人类的观念、促进应用基础科学个有关 社会科学的发展。
第三节 全球变化研究的历史、 现状和趋势
一、早期的认识
国外：亚里士多德、《圣经》、达芬奇、柏拉
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全球变化研究的酝酿活动是从20世纪80年代初开始的, 1983 年,在纪念国际地球物理年25周年大会上,G.Garland首次提出了
物理过程与生物过程相互作用的观点,并将其与自然界尚未揭开
的“奥秘”联系起来。198,正式开始了对全球变化研究的讨论, 我国叶笃正院士参加了此次会议。1986年ICSU第21届大会后很 快组成了一个由19人组成的IGBP(国际地圈-生物圈计划,又称全
但过去10ka以来，因人类砍伐和火灾使地球森林面积缩小了 1/3。最近20年内全球每年砍伐森林20×104km2。有22 个 国家中的1 亿人没有足够的林木供其最低限度的燃料需求。 欧洲的原始森林几乎完全消失。全球热带雨林仅有原来的 1/2。水土流失土地沙漠化，水旱灾害主要由此而生。
（8）物种濒危：地球上每天有100种生物灭绝。现有物 种为1000万种左右，到21世纪初可能消失的物种为100万种 。有证据表明，地球30%～70%的植物在今后100年内将不 复存在，20世纪末处于灭绝边缘的哺乳动物有406种，鸟类 593种，爬行动物209种，鱼类242种，生物种类大灭绝的后 果将给人类前途带来致命威胁。
联合国规划署称，今后20a内，每年为控制沙漠化至少要耗资
45亿美元。
（5）水的污染：地球水资源为13.8×108km3，其中97%
是海水，人类淡水资源严重不足。各国每年工业用水超过
600km3，而灌溉农田用水多达3 000km3～4 000km3，受 化肥和有毒物质污染的水不少于上述水量总和的1/3。全球 每年2.5 万人死于水污染造成的疾病。全球60亿人口中，12 亿人缺乏卫生安全的饮用水，腹泻病例每年达10亿多。
是许多国家政府首脑甚至全人类共同关心的问题，21世纪以
来，全球变化问题已成为联合国气候变化峰会和APEC等世界 各国首脑会议的主题。从目前看，在各国政府首脑会议这个 层面上主要关心的是气候变化和节能减排，而科学家关心的 问题要更多一些。例如，已有不少地学家已经提出，21世纪
地学主要解决的问题就是全球变化问题。
类对环境资源的开发利用远远超过大自然的承载力。由于人类
活动加剧，20世纪80年代以来全球已出现以下十大环境问题 ： ①大气污染；②温室效应加剧；③地球臭氧层减少；④土 地退化和沙漠化；⑤水资源短缺、污染严重；⑥海洋环境恶化
；⑦“绿色屏障”森林锐减；⑧生物种类不断减少；⑨垃圾成
灾
目前公认人类活动对全球变化主要产生以下十大环境问题的
消失40%～50%,臭氧层空洞已大如美国国土，欧洲上空臭氧
含量在1992年5月中每天减少1%，到2000年北半球上空臭氧 减少25%～30%。破坏臭氧层的氯氟烃近60a已排放12×106t ，全球每年产生量达1×106t，其中发达国家占80%。 （4）土地沙漠化： 每年全球5×104km2～7×104km2耕地 变为沙漠。另有21×104km2耕地完全丧失生产能力，地球陆 地1/3处于干燥地区，全球约10亿人生活在沙漠化威胁地区。
影响，急需国际合作共同解决，即： （1）大气污染：人类在最近一个世纪排放的CO2增加了 20%，全球每年使用燃料矿物燃烧排入大气的CO2达55×108t 。 （2）温室效应：从1950年至1985年，全球排放的CO2、氮 氧化物、氯氟烃等物质增加了20倍。据统计，世界6个工业大 国排放的温室气体占45%，过去100a中气候变化最暖的6年都
在20世纪80年代。气候专家预计2025年全球平均表面温度将
上升1℃，到下世纪将上升1.5℃～4.5℃。在过去100a内，世 界海面上升10cm ～15cm，预计未来100a内，全球海面将上 升1m。沿海许多地区将被淹没，不少岛屿将消失，洪涝风暴潮
（3）臭氧层被破坏：已发现每年春季南极上空臭氧含量都
一、全球变化研究的由来 二、全球变化研究第一阶段的8个核心计划 三、全球变化研究第二阶段的综合集成研究
四、温室气体的源与汇及《京都议定书》的内容
五、中国政府在应对气候变化方面所做的新努力 六、全球变化研究的意义
一、全球变化研究的由来
自地球诞生以来，地球表层环境就处于不断演变之中，与 漫长的地球历史相比较，人类文明的产生与发展只是短暂的一 瞬间，尽管如此，人类的各种活动已成为促进全球环境变化最 活跃的营力。尤其是近100多年来人口增长和工业化发展，人
（6）海洋环境恶化：海洋占地球面积71%，全世界每年
向海里倾到的垃圾多达200×108t(包括塑料制品、生活垃圾
、工业废料、放射性物品)。每年倒入海洋的石油、污染物分
别达到3.2×106t和6.5×106t。海洋污染使沿海居民发生肝 炎、霍乱病例增多，鱼虾和海洋生物大量死亡。
（7）森林锐减：历史上，森林和林地曾占陆地1/3以上，
（9）垃圾成灾：地球上的垃圾越来越多，20世纪末仅美 国每年就产生工业垃圾20×108t以上，其中城市居民垃圾 2.2×108t，丢弃的旧汽车1 000多万辆，废轮胎上亿只。全 球危险废物以每年5×108t的速度递增。垃圾无孔不入，在珠 峰、南极都有垃圾，在太空轨道上有7 000 多个直径10cm以 上的废物碎块在飘游——是为高速运转的太空垃圾。 （10）人口增加过快：1800年世界上只有10 亿人口， 1930年翻了一番达20亿，1964年达30亿，1987年7月11日 达50亿，目前已达60亿以上。人口学家估计目前正以每年1 亿人的速度在递增，到2030年人口可能达100亿。地球资源 在开发利用的速度和承载率上目前已赶不上人口增长速度。 为保护全球资源和环境，控制人口迫在眉睫。
视
频
1、中国和世界能源使用现状和问题 2、美国前任副总统戈尔的报告
全球变化研究正是国际科学界为迎接上述全球性环境问题 的挑战而开展的由各国科学家共同合作的重大科学研究新举 措。近些年来，随着时代的发展、科学的进步，“全球变化 科学”正逐步形成一门世界前沿科学，它具有典型的多学科 交叉的特点，是一门具有很强生命力和新生长点的科学。全 球变化研究涉及的内容，不仅是各国科学家关心的问题，也