本书以近地边界层大气科学的基本理论为基础，系统地论述了陆地生态系统CO2、H2O、热量和动量通量的观测原理与方法，为从事全球变化、陆地生态系统碳循环和水循环以及地圈-生物圈-大气圈相互作用研究领域的科技人员提供了野外观测、数据质量控制与分析、生态学知识与数学模型的提炼等方面的基础理论和实践技术，可作为相关领域科研工作者的理论学习和实践活动的参考书。
全书共17章，1~6章系统介绍了全球变化与陆地生态系统碳、氮和水循环，陆地生态系统的能量和物质交换通量，地球大气圈的垂直构造与大气成分，大气圈的辐射传输与地表辐射平衡，近地边界层特征与空气运动基本方程，近地边界层湍流运动特征与扩散通量等有关近地边界层大气科学的基础理论；7~10章详细讨论了基于空气动力学和热平衡的通量观测、涡度相关技术原理及通量观测、涡度相关观测中的若干理论和技术问题、稳定同位素技术在通量观测中的应用；11~14章综述了陆地生态系统不同界面的碳氮水交换通量观测方法、陆地生态系统碳循环与碳通量评价模型、陆地生态系统的水循环及水通量的评价模拟、陆地生态系统碳-氮-水耦合循环及模拟模型的研究进展；15、16章分别介绍和评述了全球陆地生态系统的通量观测及其实例，全球陆地大气边界层观测实验/生态系统通量观测网络与相关研究计划；17章讨论了中国通量观测研究网络的建设、研究进展及发展方向。
前辅文
1章 全球变化与陆地生态系统碳、氮和水循环
1.1 引言
1.2 全球气候变化与生态系统
1.2.1 全球变化及其成因
1.2.2 全球气候变暖的基本事实
1.2.3 全球变暖的成因
1.2.4 全球变化对生物圈结构和功能的影响
1.2.5 应对全球变化的适应性管理对策
1.3 全球变化与陆地生态系统碳、氮和水循环研究
1.3.1 陆地生态系统碳循环及其对全球变化的响应与反馈
1.3.2 陆地生态系统水循环及其对全球变化的响应与反馈
1.3.3 陆地生态系统氮循环及其对全球变化的响应与反馈
1.4 全球变化与陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究
1.4.1 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究的理论和实践意义
1.4.2 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究的基本科学问题
1.4.3 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环机制的逻辑框架
参考文献
2章 陆地生态系统能量和物质的交换通量
2.1 生态系统的能量传输与物质循环
2.1.1 陆地生态系统的概念与分布格局
2.1.2 陆地生态系统的能量传输和转化
2.1.3 陆地生态系统的物质循环
2.2 生态系统物质与能量通量的基本概念
2.2.1 动量通量
2.2.2 辐射通量
2.2.3 显热和潜热通量
2.2.4 物质通量
2.2.5 H2O通量
2.2.6 CO2通量
2.3 生态系统生产力与碳通量
2.3.1 总初级生产力(GPP)
2.3.2 净初级生产力(NPP)
2.3.3 净生态系统生产力(NEP)
2.3.4 净生物群系生产力(NBP)
2.3.5 净生态系统碳交换量(NEE)
2.4 生态系统碳通量的生态学测定方法
2.4.1 基于生物量变化的估算法
2.4.2 基于碳平衡方程的估算法
2.4.3 基于碳循环模型的估算法
2.4.4 同化箱测定法
2.5 生态系统水、碳与能量通量的微气象学测定法
2.5.1 H2O和CO2通量微气象学方法概论
2.5.2 涡度相关法的特点及其应用
2.5.3 拓宽湍涡累积法
参考文献
3章 地球大气圈的垂直构造与大气成分
3.1 地球的气候系统
3.1.1 大气圈
3.1.2 生物圈
3.1.3 岩石圈与土壤圈
3.1.4 水圈与冰雪圈
3.2 大气圈的垂直构造
3.2.1 地球大气圈的垂直分层现象
3.2.2 对流层
3.2.3 平流层
3.2.4 中间层
3.2.5 热层
3.2.6 散逸层
3.3 地球大气成分及其进化
3.3.1 地球大气圈的成分
3.3.2 行星和一次原始大气
3.3.3 二次原始大气的生成与进化
3.3.4 地球大气中氧的生成与进化
3.4 大气层臭氧的生成与分解
3.4.1 大气的臭氧与臭氧层
3.4.2 大气中臭氧生成与分解的化学过程
3.4.3 环境污染对大气臭氧层的影响
3.5 大气中的CO2、CH4和N2O的浓度变化
3.5.1 二氧化碳
3.5.2 甲烷
3.5.3 氧化亚氮
3.6 大气圈的气象要素
3.6.1 空气温度
3.6.2 空气压力
3.6.3 空气湿度
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