生态气候学（概念与应用 第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 戈登·B.伯南 著，延晓冬，毛留喜，李朝生 译

图书标签:

• 生态气候学
• 气候变化
• 生态系统
• 环境科学
• 气候与生物
• 区域气候
• 气候分析
• 应用气象学
• 生物地理学
• 环境影响评估

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502961855

版次：2

商品编码：12153157

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

　　戈登·B.伯南博士是美国国家大气研究中心的资深科学家，他的研究兴趣包括影响气候的陆地生态和水文过程以及人为和自然对植被的改变可以改变气候的机制。
　　《生态气候学（概念与应用 第2版）》向读者介绍了陆地生态系统与气候变化之间相互作用的多学科框架，简述了陆地生态系统影响气候及被气候影响的物理、化学和生物过程的基本气候学、水文学和生态学概念，以期为学习生态学、环境科学、大气科学和地理学的大学生和研究生提供一本入门教材。
　　生态气候学的核心命题是陆地生态系统通过能量、水分、化学元素和微量气体的循环，成为决定气候的重要组分。揭示这种气候与植被之间的耦合关系可以从植物细胞到全球植被地理空间尺度上及从接近瞬时到千年时间尺度上展开。《生态气候学（概念与应用 第2版）》也表述了人类对陆地的改变是如何对气候变化变得如此重要。
　　《生态气候学（概念与应用 第2版）》第二版相比于第一版增加了一些科学新发现和新文献，每章增加了内容概要和习题，总计增加了超过400幅图示，其中许多是彩色图片，用于帮助学生理解科学内涵。
　　《生态气候学（概念与应用 第2版）》可供学习生态学、环境科学、大气科学和地理学的大学生和研究生以及相关专业的科学技术人员参考。

目录

序
第1章 引言
1．1 生态气候学——概念
1．2 生态气候学——应用
1．3 全书概述
1．4 习题
参考文献

第一部分 地球系统
第2章 地球系统的组成
2．1 本章概述
2．2 大气
2．3 水圈
2．4 冰冻圈（cryosphere）
2．5 生物圈
2．6 土壤圈
2．7 人类
2．8 地球系统
2．9 习题
参考文献
第3章 全球循环
3．1 本章概述
3．2 科学单位制
3．3 能量通量
3．4 水循环
3．5 生物地球化学循环
3．6 习题
参考文献

第二部分 全球物理气候学
第4章 大气辐射
4．1 本章概述
4．2 太阳几何学
4．3 大气层顶太阳辐射
4．4 大气消减
4．5 全球年均能量收支
4．6 地球的能量平衡模型
4．7 习题
参考文献
第5章 大气环流与气候
5．1 本章概述
5．2 气压
5．3 风
5．4 大尺度大气环流
5．5 大陆
5．6 海洋
5．7 季节
5．8 习题
参考文献
第6章 地球的气候
6．1 本章概述
6．2 全球气候带
6．3 区域气候
6．4 森林与裸地
6．5 习题
参考文献
第7章 气候变率
7．1 本章概述
7．2 洪涝、干旱和热浪
7．3 厄尔尼诺（El Nino）／南方涛动（SO）
7．4 北大西洋涛动
7．5 习题
参考文献
第8章 气候变化
8．1 本章概述
8．2 过去250 000年的气候历史
8．3 气候变化的机制
8．4 20世纪的气候
8．5 21世纪的气候
8．6 气候反馈
8．7 习题
参考文献

第三部分 土壤过程
第四部分 水文气象学
第五部分 生物气象学
第六部分 陆地植物生态学
第七部分 陆地强迫与陆地反馈
译后记
本书出现的有关专业名词术语中英对照

精彩书摘

　　《生态气候学（概念与应用 第2版）》：
　　ABRACOS试验中收集的数据对比了亚马孙附近森林和牧场的微观气象，说明了森林砍伐对气候的影响（图27.15）。其中一项差异是辐射平衡（Culf et al.1996）。在研究期间，森林和牧场吸收的太阳辐射量相当，但牧场的反照率比森林高（0.18比0.13）。另外，与森林相比，牧场的气温高、长波辐射多，因此，牧场的净辐射平衡较森林低11%。牧草比森林低，因此空气动力粗糙度也较低。在雨季，由于可用能量减少、粗糙度降低，牧草的蒸散通常低于森林。旱季，当地表土壤水分耗尽时，牧草由于根浅导致蒸散低。相比之下，森林根深，能从土壤深处吸收水分，因此蒸散没有明显的减少。Wright et al.（1992）发现在大雨过后的十天左右，牧场和森林蒸散水平相当（图27.15）。之后，随着表层土壤变干，牧场蒸散降低。而森林在整个观测期间蒸散水平相对稳定。牧场蒸散减少影响大气边界层。Gash和Nobre（1997）指出由于牧场感热较强，牧场上空的对流边界层比森林上空的对流边界层高出700～1000 m（图27.15）。辐射和蒸散的差异造成的最终结果是牧场的白天气温高于森林（Culf et al.1996）。从昼夜温差的幅废可以看出，在6月到8月的旱季期间，观测点的牧场气温变幅大于森林（图27.15）。
　　……

气候系统的前沿探索：一部洞察地球动力学与环境相互作用的综合巨著 导言：超越传统的界限 本书是一部深度剖析现代气候科学核心机制、前沿研究方法与实际应用案例的权威著作。它旨在为气候学、环境科学、地理学、大气科学以及相关工程领域的研究人员、高级学生和政策制定者提供一个坚实而全面的知识框架。与侧重于基础物理原理或特定地域气候分类的传统教材不同，本书将研究的焦点放在气候系统的复杂反馈、动态演变过程，以及人类活动如何深度塑造和响应这些变化。我们相信，理解气候并非孤立地看待温度和降水数据，而是需要掌握一个由大气、海洋、冰雪圈、生物圈以及人类活动构成的、高度耦合的宏大系统。 第一部分：气候系统的多尺度耦合动力学 本部分奠定了理解现代气候变化的基础，重点阐述了驱动地球气候系统的主要能量循环与物质交换过程，并着重强调了不同时间尺度和空间尺度要素之间的非线性耦合。 章节一：能量平衡的精细平衡与辐射强迫 本章首先从太阳辐射的输入与地球系统对能量的吸收、反射及再辐射（包括温室效应的物理机制）入手，构建了基础的能量收支模型。然而，重点并非停留在平衡方程本身，而是深入探讨了“辐射强迫”（Radiative Forcing）概念在识别外部驱动力（如火山喷发、气溶胶、温室气体浓度变化）中的核心作用。 详细分析了地表反照率的变化（例如，冰雪覆盖减少、土地利用变化）如何通过复杂的光学路径和云的反馈机制，进一步调制了净辐射平衡。讨论了云的辐射特性（低云对冷却、高云对增温的复杂影响）作为气候系统中最不确定的参数之一，其在气候敏感度评估中的关键地位。 章节二：海洋环流的调温机制与热量输送 海洋是地球气候系统的巨大热库和惯性调节器。本章系统阐述了海洋热力学与动力学的相互作用。重点剖析了大尺度经向翻转环流（AMOC）的结构、驱动力及其在赤道与高纬度之间热量、盐度和碳的输送中的关键作用。 深入探讨了ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）、PDO（太平洋年代际振荡）等重要的海气耦合振荡模态，揭示它们如何通过改变大气环流，对区域乃至全球气候产生准周期性的显著影响。分析了深海热量吸收的速率和深度，这是评估长期气候敏感度的决定性因素之一。 章节三：冰雪圈的敏感性与反馈回路 冰雪圈，包括冰盖、冰川、海冰和永久冻土，是气候变化响应最直接的组成部分。本章重点关注冰反照率反馈（Ice-Albedo Feedback）机制的量化研究，解释了为什么极地地区升温速度高于全球平均水平。 讨论了格陵兰和南极冰盖的质量平衡变化，特别是其动态崩解（Dynamic Collapse）过程对海平面上升的潜在贡献。此外，对永久冻土融化所释放的甲烷和二氧化碳等温室气体（Permafrost Carbon Feedback, PCF）的潜在规模和时间尺度进行了严谨的评估，强调了这一“潜在定时炸弹”对未来气候预测的挑战性。 第二部分：人类驱动的地球系统转型 这一部分将视野从纯粹的自然过程转向人类活动对气候系统的多方面、系统性的影响，探讨了从化石燃料燃烧到土地利用改变所引发的深远后果。 章节四：大气成分的改变与辐射扰动 本章聚焦于主要的温室气体（CO2, CH4, N2O）及其气溶胶污染物。详细阐述了碳循环的地球化学过程，包括大气、海洋、生物圈之间碳交换的速率和平衡。 专门辟出篇幅分析了气溶胶（Aerosols）的复杂角色。区分了硫酸盐气溶胶的强冷却效应与黑碳（Black Carbon）的增温效应，并深入讨论了人为排放的气溶胶如何通过影响云的形成和生命周期，进一步调节气候系统。 章节五：土地利用变化与区域气候效应 人类对地表的改造，如森林砍伐、城市化和农业扩张，对区域乃至全球气候产生了显著影响。本章通过案例分析，阐明了地表能量通量（如蒸散发、地表粗糙度）的变化如何重塑局部降水模式和气温日较差。 着重探讨了城市热岛效应（UHI）的微气候机制及其对城市能源需求和人类健康的影响，并讨论了基于自然解决方案（Nature-Based Solutions, NBS）的减缓策略，例如城市绿化和增加城市水体面积对调节城市热环境的作用。 章节六：极端事件的归因与频率变化 气候变化不再仅仅是平均值的缓慢漂移，更是极端事件（热浪、强降水、干旱、热带气旋强度）频率和强度的系统性变化。本章的核心在于介绍极端事件归因科学（Attribution Science）的方法论，如何利用观测数据和气候模型分离出自然变率与人为强迫的贡献。 详细分析了大气环流的重塑如何影响极端天气系统的路径和生命周期，例如中纬度急流的蜿蜒化（Wavier Jet Stream）与阻塞高压的长期滞留之间的联系。 第三部分：气候系统研究的前沿工具与应用 本部分聚焦于当前气候科学领域最先进的研究方法、模型构建技术以及面向实际决策的预测与适应策略。 章节七：地球系统模型（ESMs）的架构与不确定性 本章对现代地球系统模型（Earth System Models, ESMs）的构建原理进行了细致的梳理。区别于早期的大气环流模型，ESMs如何集成生物地球化学循环（如海洋碳循环、植被动力学）以提高长期预测的真实性。 重点讨论了模型结构中固有的不确定性来源，包括参数化方案（Parameterization Schemes）的不确定性、初始条件的敏感性以及情景设定的不确定性。探讨了集合模拟（Ensemble Modeling）和后验分析（Posterior Analysis）在量化这些不确定性方面的应用。 章节八：古气候档案的解析与未来约束 要准确预测未来，必须深刻理解过去。本章系统介绍了古气候代用资料（Proxy Data）的获取、校准与解释方法，包括冰芯、沉积物岩芯、树木年轮和珊瑚化石等。 通过对过去暖期（如中新世最暖期）和冰期-间冰期旋回的案例分析，揭示了气候系统对高CO2浓度和不同轨道参数的响应机制，从而为现代气候敏感度的范围提供重要的地质约束。 章节九：面向韧性建设的区域气候预测与影响评估 本章将理论与实践相结合，探讨如何将全球和区域尺度的气候预测转化为可操作的决策支持信息。详细阐述了降尺度技术（Downscaling Techniques），包括统计降尺度和动态降尺度的优缺点，以获取适用于区域水资源管理、农业规划和基础设施设计的具体气候情景。 最后，系统评估了不同部门（水资源、粮食安全、公共卫生）对气候变化的脆弱性评估框架，并提出构建基于风险的适应策略，强调了气候韧性建设在未来社会经济发展中的核心地位。 --- 本书的最终目标是超越对“气候变暖”的简单描述，引导读者深入理解地球这个复杂自组织系统的内在逻辑、驱动因素、临界点以及我们干预后可能出现的连锁反应，从而为应对人类世的挑战提供科学的洞察力与工具。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书简直是为我这样的初学者量身定做的！我之前完全没有接触过这个领域，很多概念都听起来像天书。但这本书的写作风格非常友好，语言通俗易懂，而且逻辑清晰。它从最基础的概念讲起，比如什么是气候，什么是生态系统，然后循序渐进地讲解它们之间的联系。我特别欣赏它在解释复杂概念时所使用的比喻和类比，这让我更容易理解。比如，它用“气候是脾气，天气是心情”来比喻气候和天气，一下子就抓住了核心。书中还穿插了大量生动有趣的插图和图表，这些视觉化的元素极大地帮助我理解抽象的理论。我记得有一张图，清晰地展示了温室效应是如何产生的，配上简单的文字说明，让我豁然开朗。而且，它并没有回避一些技术性的细节，但处理得恰到好处，不会让初学者望而却步。通过这本书，我对生态气候学有了从宏观到微观的整体认知，甚至能够开始思考它在我自己研究领域中的潜在应用了。对于任何想要入门生态气候学，又担心过于专业难以理解的读者来说，这本书绝对是你的最佳选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它将理论研究与实际应用紧密地结合在了一起。我是一名环境工程师，在实际工作中经常会遇到与气候变化相关的项目，但往往缺乏对生态系统响应的深入理解。这本书恰好填补了我的知识空白。它不仅仅停留在描述气候变化对生态系统的影响，更重要的是，它探讨了如何利用生态气候学的原理来制定应对策略。比如，在水资源管理方面，书中介绍了如何通过分析降雨模式和植被蒸散量来优化水资源分配；在农业生产方面，它讨论了如何根据气候变化选择适宜的作物品种和耕作方式。我尤其喜欢书中关于“基于自然的解决方案”（Nature-based Solutions）的应用案例，这些案例生动地展示了如何利用生态系统的自我调节能力来应对气候变化带来的挑战，例如利用湿地进行洪水调蓄，或利用森林进行固碳。这些实际的应用指导，对我日常工作的开展具有非常直接的参考意义，让理论知识变得更加落地和实用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在相关领域工作多年的专业人士，我阅读这本书的感受则完全不同。它更多地提供了一种更新的视角和对现有知识体系的梳理与整合。书中对于生态气候学研究方法的探讨，以及其在不同应用领域（如农业、水资源管理、生物多样性保护等）的最新进展，都给了我很大的启发。我尤其关注它关于生态系统服务功能与气候变化之间相互作用的分析，这部分内容对于我们进行环境影响评估和可持续发展规划至关重要。书中所引用的大量最新的研究文献和数据，也让我能够迅速了解到该领域的最新前沿动态。一些以往我并未深入思考过的理论模型和研究框架，在这本书中得到了系统性的呈现，让我有机会重新审视自己的研究方法和思路。特别是对一些前沿研究热点的讨论，比如极端气候事件对生态系统的影响，以及生态系统对气候变化的适应性策略，都提供了深入的见解。这本书不仅仅是一本教材，更像是一个综合性的参考资料库，能够帮助我在复杂的研究问题中找到清晰的脉络。

评分☆☆☆☆☆

我是一名长期关注气候变化和环境保护的普通读者，这本书给我带来了深刻的思考。它让我认识到，我们所处的环境并非孤立存在，而是由无数相互关联的生态系统组成的，而气候变化正在深刻地改变着这一切。书中对于不同生态系统对气候变化的脆弱性评估，以及这些变化可能对人类社会带来的长远影响，让我感到既警醒又充满责任感。我理解了为什么我们需要关注全球变暖，不仅仅是为了抽象的科学数据，更是为了我们赖以生存的自然环境，以及未来世代的生活。书中关于可持续发展的讨论，以及如何通过科学的生态气候学知识来指导我们的行为，给我带来了希望。它鼓励我去思考个人在环境保护中的作用，以及如何将这些知识融入到我们的日常生活中。这本书让我对生态系统有了更深的敬畏之心，也激发了我继续学习和探索的动力，希望能够为构建一个更可持续的未来贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是给我打开了一个全新的视野！我之前对生态气候学这个概念一直模模糊糊，总觉得它离我的实际工作有点远。但读了之后才发现，原来气候变化和生态系统的相互作用竟然如此深刻且紧密。书中不仅梳理了生态气候学的基本原理和发展脉络，更重要的是，它深入浅出地剖析了不同生态系统（比如森林、草原、湿地，甚至海洋）如何受到气候变化的影响，以及这些变化又反过来如何作用于气候。比如，书里详细讲解了森林蒸腾作用对局地气候的影响，以及植被覆盖变化如何影响地表反照率，进而影响区域温度。我尤其喜欢它对具体案例的分析，例如，某个地区因为气候变暖导致病虫害加剧，进而影响了森林健康，这种连锁反应的描绘非常生动。它不是那种枯燥的理论堆砌，而是通过大量的实例和数据，让我真切地感受到了生态气候学的力量和重要性。特别是关于不同尺度下气候变化的影响，从全球到局地，再到微环境，都有详尽的阐述，这对我理解生态系统对气候变化的响应机制提供了非常扎实的理论基础。而且，书中对一些新兴的研究方向也做了介绍，让我对这个领域未来的发展充满了期待。