地球系统科学和全球变化研究是21世纪地球科学的前沿。它以地球系统科学为基础，从整体上认识全球变化的过程、驱动力、全球环境特征的时空变化，特别关注人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应。

全书共9章，主要介绍地球系统科学与全球变化研究的起源、基本概念体系和国内外科学研究活动，地球系统与全球变化的关键过程、驱动力以及主要研究途径，过去全球变化和与人类活动相关联的现代及未来全球变化，全球变化影响与人类响应的原理与事实，全球变化在中国的表现。

本书为高等学校地理类及其他相关专业开设的“全球变化”课程而编写，目的在于帮助学生从时间维认识地理科学、建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。本书也可作为地质、大气、环境、考古等相关专业的教学与研究的参考材料。

前辅文
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
   一、全球变化认识的历史渊源
   二、过去全球环境变化研究的兴起
   三、新地球观下的地球系统科学和全球变化研究
   四、全球变化研究的意义
  第2节 全球变化的科学内涵与主要科学问题
   一、全球变化的科学内涵
   二、地球系统科学与全球变化研究的主要科学问题
  第3节 有关全球变化的科学活动
   一、全球变化的国际合作研究计划
   二、综合全球观测战略（IGOS）
   三、IPCC 科学评估
   四、美国与欧盟的全球变化研究
   五、国际全球变化研究的主要进展与发展趋势
   六、中国的全球变化研究
第2章 地球系统与全球变化的关键过程
  第1节 地球系统
   一、地球系统的概念
   二、地球系统的物质循环过程
   三、地球系统的非线性行为特征
  第2节 大气系统中的主要过程
   一、温室气体与温室效应
   二、大气气溶胶过程
   三、云过程
  第3节 海洋系统及其界面中的主要过程
   一、海洋对气候系统的平衡功能
   二、海气相互作用与周期性气候变化
   三、热盐环流（大洋传送带）
   四、大洋碳泵
   五、深海海底生物圈过程
   六、海陆过渡带的主要过程
  第4节 陆地系统及其界面中的主要过程
   一、陆地生态系统碳循环
   二、陆面过程
   三、无机碳收支过程
  第5节 人类生态系统的过程
   一、人类生态系统的形成和演化
   二、人类生态系统的过程及其与自然生态系统过程的差别
第3章 全球变化的驱动力
  第1节 全球变化驱动力的来源及其特征时间尺度
  第2节 百万年以上尺度全球变化的驱动力
   一、太阳辐射输出的长期演化
   二、地外物的撞击
   三、板块运动导致的海陆分布与地貌格局演化及其环境效应
  第3节 万年至数十万年尺度全球变化的驱动力
   一、地球轨道参数的周期性变化
   二、地球系统内部对轨道参数变化的反馈
   三、构造运动和火山活动的驱动作用
  第4节年代至千年尺度全球变化的自然驱动力
   一、太阳活动的周期变化
   二、火山喷发及火山活动的阶段性变化
   三、地球系统内部过程
  第5节 作为全球变化驱动力的人类活动
   一、土地利用/ 覆盖变化
   二、温室气体和人为气溶胶排放
   三、全球水循环过程的人为改变
   四、海岸带系统的人为改变
   五、生物灭绝和生物入侵
第4章 全球变化研究的主要途径
  第1节 过去全球变化的重建
   一、基本假设
   二、过去全球变化信息的环境属性
   三、过去全球变化信息的空间和时间属性
   四、重建过去全球变化的基本步骤
  第2节 全球变化的观测与监测
   一、空基和地面观测
   二、对地观测系统与全球变化卫星
   三、全球观测系统
  第3节 全球变化的模拟
   一、气候模式和地球系统模式
   二、区域气候模式
第5章 过去全球环境变化
  第1节 全球自然环境长期演化的阶段划分
   一、无机自然地理环境时期
   二、古海洋自然地理环境时期
   三、古全球自然地理环境时期
   四、古自然地理环境向现代自然环境迅速过渡时期
   五、现代自然地理环境时期的特征
  第2节 第四纪冰期与间冰期环境变化
   一、第四纪冰期- 间冰期旋回
   二、末次冰期最盛期的环境
  第3节 全新世全球环境变化
   一、全新世的气候变化
   二、全新世气候变化的环境响应
  第4节 过去2 000年全球气候变化
   一、过去2 000年的冷暖变化阶段
   二、中世纪暖期和小冰期
第6章 人类活动与现代及未来的全球变化
  第1节 全球尺度人类活动因子的变化
   一、1 万年以前采集- 狩猎活动为主时期的环境影响
   二、公元1800年以前农业与早期工业活动的环境影响
   三、公元1800―1950年人类活动对环境的影响
   四、公元1950年以后人类活动加速变化及其环境影响
  第2节 20世纪全球变暖
   一、近百年气候变化
   二、近现代气候变化的原因
  第3节 未来全球气候变化情景
   一、未来气候预估的基本思路
   二、多模式模拟的未来全球气候变化情景
   三、对全球变暖认识的确定性与不确定性
第7章 全球变化的影响与人类的响应
  第1节 全球变化的影响
   一、人类系统的脆弱性和弹性
   二、全球变化导致的资源与灾害变化所产生的影响
   三、与导致全球变化的责任相关联的影响
   四、全球变化与国家安全
   五、气候变化影响评估模型
  第2节 全球变化的减缓与适应行为
   一、减缓全球变化的行为
   二、适应全球变化的行为
  第3节 全球变化应对行为决策
   一、不确定性条件下的有限理性判断和决策
   二、全球变化应对行为的主要特点
第8章 全球变化影响与人类响应的历史与未来
  第1节 第四纪全球变化与人类演化
   一、第四纪之初的干旱化与人类起源
   二、末次冰期与现代人生存空间的扩展
  第2节 全新世全球变化与古文明兴衰
   一、人类对从末次冰期到全新世间冰期环境转换的适应
   二、文明古国兴衰的气候变化背景
   三、公元前1200年前后的干旱与地中海地区文明的衰亡
  第3节 过去2 000年全球变化的影响与响应
   一、过去2 500年气候变化与欧洲社会的兴衰
   二、过去2 000年中气候恶化所导致的区域文明衰亡
  第4节 现代及未来全球变暖的影响与响应
   一、20世纪全球变暖的影响与响应
   二、未来的全球气候变化风险
   三、应对未来气候变化风险
   四、《巴黎协定》确立的未来全球应对气候变化基本框架
第9章 全球变化在中国的表现及影响
  第1节 青藏高原隆起、季风气候形成与三大自然区的分异
   一、青藏高原隆起与现代地貌轮廓的形成
   二、现代季风气候的形成与演变
   三、三大自然区分异的形成
  第2节 第四纪冰期- 间冰期旋回的表现
   一、中国第四纪冰期- 间冰期气候变化的主要表现
   二、末次冰期最盛期的气候与自然景观格局
   三、全新世暖期的气候与自然景观格局
  第3节 人类活动对中国自然环境的影响
   一、原始农业时期人类活动对自然环境的影响
   二、传统农业时期人类活动对自然环境的影响
   三、现代人类活动对自然环境的影响
  第4节 20世纪以来全球变暖对中国的影响
   一、20世纪以来的变暖及其影响
   二、全球变暖背景下我国未来的气候变化及可能影响
   三、20世纪气候变暖与历史时期暖期的对比
参考文献

面向21世纪课程教材