姓名：李旭祥郵箱：xxli@全球環(huán)境變化研究方法姓名：李旭祥全球環(huán)境變化研究方法1內(nèi)容簡(jiǎn)介全球環(huán)境變化1預(yù)測(cè)

2代用指標(biāo)

3原理4文章

5問(wèn)題6內(nèi)容簡(jiǎn)介全球環(huán)境變化1預(yù)測(cè)2代用指標(biāo)3原理4文章5問(wèn)2全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalChange,GEC)是由人類活動(dòng)和自然過(guò)程相互交織的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所造成的一系列陸地、海洋與大氣的生物物理變化。主要全球性環(huán)境問(wèn)題：全球變暖、臭氧層空洞、酸雨、森林破壞與生物多樣性減少、荒漠化與水資源短缺、海洋污染與危險(xiǎn)物的越境轉(zhuǎn)移。全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalCh34大全球環(huán)境變化計(jì)劃組成：(1)世界氣候研究計(jì)劃(WorldClimateResearchProgram,WCRP)；(2)國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(InternationalGeosphere-BiosphereProgram,IGBP)；(3)國(guó)際全球變化人文因素計(jì)劃(InternationalHumanDimensionsProgramonGlobalEnvironmentalChange,IHDP)；(4)國(guó)際生物多樣性計(jì)劃(AnInternationalProgramofBiodiversityScience,DIVERSITAS)．4大全球環(huán)境變化計(jì)劃組成：4世界氣候研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）是（WCP）的研究計(jì)劃部分。該計(jì)劃旨在協(xié)調(diào)和尋求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)了解，特別是研究在什么程度上可以預(yù)測(cè)氣候和人類在多大程度上能夠影響氣候。該計(jì)劃設(shè)立于1980年，由（WMO）、（ICSU）和（UNESCO）下屬的政府間海洋委員會(huì)共同組建。WCRP是建立在它的前身（GARP）的科學(xué)基礎(chǔ)上。GARP計(jì)劃在70年代進(jìn)行并取得了極大的成功。它通過(guò)1979年進(jìn)行的第一次全球大氣觀測(cè)試驗(yàn)（FGGE）第一次對(duì)一年時(shí)期內(nèi)的整個(gè)全球大氣進(jìn)行了詳細(xì)觀測(cè)和研究，為改進(jìn)短期數(shù)值氣候預(yù)報(bào)和建立中期天氣數(shù)值預(yù)報(bào)提供了科學(xué)基礎(chǔ)。世界氣候研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）是（WCP）的研5研究目標(biāo)WCRP計(jì)劃是計(jì)劃的自然延伸和向前的發(fā)展，它涉及的是整個(gè)氣候系統(tǒng)，即陸面和冰雪、生態(tài)及人類活動(dòng)等。WCRP的長(zhǎng)期目標(biāo)是：改進(jìn)和擴(kuò)大對(duì)全球和區(qū)域氣候的認(rèn)識(shí)；設(shè)計(jì)和實(shí)施深入了解重大氣候過(guò)程的觀測(cè)和研究計(jì)劃，包括海氣相互作用、云與輻射間的相互作用、陸氣相互作用；發(fā)展氣候系統(tǒng)模式，論證對(duì)各種時(shí)空尺度的氣候的預(yù)報(bào)能力；研究氣候?qū)θ祟惢顒?dòng)引起的變化如大氣中CO2增加的敏感性。它的最終目標(biāo)是為建立月、季、年際以及年代際等氣候預(yù)測(cè)提供科學(xué)認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)。研究目標(biāo)6研究重點(diǎn)WCRP計(jì)劃是一項(xiàng)跨學(xué)科的氣候研究計(jì)劃，如前所述，它的重點(diǎn)在改進(jìn)對(duì)全球氣候的了解及其可預(yù)報(bào)性。這是通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)施一些重大的觀測(cè)試驗(yàn)和理論研究活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，特別是發(fā)展多種能夠模擬氣候系統(tǒng)的數(shù)值模式，協(xié)調(diào)和實(shí)施外場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，對(duì)全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)（GCOS）的建立進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)以及評(píng)估氣候?qū)ψ匀缓腿藶橛绊懙拿舾行缘?。研究重點(diǎn)7主要活動(dòng)WCRP主要致力于以下活動(dòng)：進(jìn)行全球氣候分析、評(píng)估；進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)、模式比較，改進(jìn)物理過(guò)程的參數(shù)化方案；進(jìn)行陸面過(guò)程、云輻射反饋、邊界層及海冰的研究；實(shí)施熱帶海洋與全球大氣計(jì)劃（TOGA）、世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)（WOCE）和全球能量與水循環(huán)實(shí)驗(yàn)（GEWEX）、過(guò)程及其在氣候中的作用（SPARC）、氣候系統(tǒng)科學(xué)（ACSYS）和氣候變率及其可預(yù)報(bào)性計(jì)劃（CLIVAR）主要活動(dòng)8氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃

WCRP研究大氣、海洋、冰雪、路面、生態(tài)、人類活動(dòng)等

計(jì)劃建立在熱帶海洋全球大氣計(jì)劃（TOGA）的基礎(chǔ)上。該計(jì)劃重點(diǎn)研究變化的大氣和緩慢變化的陸面、海洋和冰雪過(guò)程，人類的影響以及地球化學(xué)和生物物質(zhì)的變化。也特別研究世界季風(fēng)環(huán)流年循環(huán)強(qiáng)度的預(yù)報(bào)及海洋與其變率。CLIVAR計(jì)劃的最后完成將使我們對(duì)耦合的大氣和海洋狀況及其變化有新的、更深入的了解，從而使我們對(duì)氣候系統(tǒng)作出一年或多年的更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃9平流層過(guò)程及其在氣候中作用的研究計(jì)劃

這個(gè)計(jì)劃研究平流層過(guò)程在氣候中的重要作用，包括溫度的變化趨勢(shì)，大氣成分的變化趨勢(shì)（如水汽）以及的垂直分布與變化等。

具體的內(nèi)容包括：過(guò)程及中小尺度重力波在全球大氣數(shù)值模式中作用的參數(shù)化，——交換，對(duì)流層上部/平流層下部的——?dú)夂騿?wèn)題，O3的變化及其對(duì)氣候的影響，準(zhǔn)兩年振蕩及其在對(duì)流層和平流層耦合中的可能作用，氣候變化的平流層指標(biāo)，包括溫度趨勢(shì)（已確定平流層正在冷卻），（水汽與等）的變化等，平流層對(duì)氣候影響的模式研究，平流層基本氣候參數(shù)的平均值和變率，輻射活動(dòng)的監(jiān)測(cè)等。平流層過(guò)程及其在氣候中作用的研究計(jì)劃10全球能量和水份循環(huán)計(jì)劃

它研究氣候系統(tǒng)中的水文循環(huán)及其對(duì)全球變化的反應(yīng)，特別是對(duì)增加的反應(yīng)。在這一計(jì)劃下進(jìn)行了大氣/水文區(qū)域過(guò)程研究和試驗(yàn)，并收集了大量氣候參數(shù)，如云量、水汽、降水和等。

GEWEX計(jì)劃實(shí)施了一個(gè)重大的聯(lián)合觀測(cè)計(jì)劃，通過(guò)這個(gè)計(jì)劃，所有區(qū)域性的（大陸和流域）大氣和水文研究試驗(yàn)計(jì)劃于2002~2003年共同進(jìn)行觀測(cè)試驗(yàn)和收集共同的資料集。這將對(duì)大陸尺度的熱量和水汽源匯對(duì)全球氣候系統(tǒng)的影響作出獨(dú)特的評(píng)估。

1.精確大氣輻射傳輸方案的各通量分量；

2.云微物理特性和的定量知識(shí)；

3.非地轉(zhuǎn)大氣環(huán)流的組成部分；

4.土壤濕度與其它陸面參數(shù)問(wèn)題。

GEWEX提出的GEOP觀測(cè)計(jì)劃旨在更好地了解大陸水文氣候過(guò)程對(duì)全球大氣環(huán)流可預(yù)報(bào)性與水資源變化的影響，并且發(fā)展相關(guān)的模式和進(jìn)行數(shù)值模擬，特別是重點(diǎn)研究推動(dòng)和影響氣候系統(tǒng)及其異常的熱源和熱匯區(qū)。全球能量和水份循環(huán)計(jì)劃11世界大洋環(huán)流計(jì)劃

該計(jì)劃重點(diǎn)研究深海結(jié)構(gòu)的作用以及大尺度海洋環(huán)流及其在氣候系統(tǒng)中的作用。它是通過(guò)各種海洋測(cè)量、觀測(cè)和全球海洋模式的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)的。WOCE計(jì)劃促進(jìn)了用于各種精確測(cè)量海洋水位的等重要技術(shù)的發(fā)展，此外還改進(jìn)了預(yù)報(bào)。這一計(jì)劃目前正在對(duì)所有收集到的資料進(jìn)行最后的綜合。這將使我們對(duì)全球海洋有更完整的和動(dòng)力學(xué)上相一致的了解。

WOCE的目的：

一是發(fā)展用于預(yù)報(bào)氣候變化的海洋模式并收集用于檢驗(yàn)海洋模式所需要的資料，這包括要了解海洋輸送和與大氣及冰雪間交換多少熱量和淡水；海流怎樣被大氣強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)，溫度和鹽度怎么由大氣強(qiáng)迫決定；

二是海洋是怎樣變化的，這包括充滿海洋的許多小渦旋在其中起什么作用，由海氣相互作用決定的屬性怎樣圍繞海洋運(yùn)動(dòng)等。

進(jìn)行了長(zhǎng)期的外場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，進(jìn)行的分析、解釋、模式模擬和綜合研究.世界大洋環(huán)流計(jì)劃12北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS）和極地氣候計(jì)劃

該計(jì)劃是一個(gè)多學(xué)科的專門(mén)研究水文和調(diào)查的研究計(jì)劃。它揭示了北冰洋歐亞部分的上層海洋有明顯增暖這一事實(shí)，并可能對(duì)該地區(qū)永久性冰層的形成有重要影響。

ACSYS研究的方面包括南極海冰厚度測(cè)量和研究（用8個(gè)錨定和（ULS）），南極浮標(biāo)計(jì)劃，海冰與海洋模式模擬研究以及冰雪圈與氣候研究等。

目前這個(gè)計(jì)劃已被擴(kuò)大為研究氣候和冰雪圈相互作用的新計(jì)劃（CLIC），對(duì)于CLIC計(jì)劃主要研究四個(gè)方面的科學(xué)問(wèn)題，即：

1.改進(jìn)氣候系統(tǒng)內(nèi)部冰雪圈相互作用的物理過(guò)程和反饋機(jī)制；

2.改進(jìn)模式中冰雪過(guò)程的表征以減少氣候模擬和氣候變化預(yù)測(cè)中的不確定性；

3.評(píng)估和定量分析過(guò)去和將來(lái)氣候變化與變率對(duì)冰雪圈各分量的影響及其后果，尤其是對(duì)能量和水分收支、條件，海平面變化和北極冰蓋的維持；

4.加強(qiáng)冰雪圈的觀測(cè)與監(jiān)測(cè)。北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS）和極地氣候計(jì)劃13熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃

這一計(jì)劃已經(jīng)成功地完成。它把大氣的相互作用與熱帶海洋環(huán)流緊密聯(lián)系起來(lái)。這個(gè)計(jì)劃最突出的成果之一是使我們能夠提前一年或更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)。許多國(guó)家的政府和企業(yè)界利用這種預(yù)報(bào)獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

WCRP計(jì)劃在另一方面的關(guān)鍵活動(dòng)是發(fā)展和改進(jìn)氣候模式。特別有意義的是它組織了國(guó)際間的氣候模式比較計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)，作為識(shí)別模式誤差的一種手段。并通過(guò)改進(jìn)氣候模式來(lái)更好地定量計(jì)算氣候變化和氣候變率。熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃14國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃主要科學(xué)目標(biāo)是：描述和認(rèn)識(shí)控制整個(gè)地球系統(tǒng)相互作用的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程；描述和理解支持生命的獨(dú)特環(huán)境；描述和理解發(fā)生在該系統(tǒng)中的變化以及人類活動(dòng)對(duì)它們的影響方式。其應(yīng)用目標(biāo)是發(fā)展預(yù)報(bào)理論，預(yù)測(cè)地球系統(tǒng)在未來(lái)十至百年時(shí)間尺度上的變化，為國(guó)家和國(guó)際政策的制定提供科學(xué)基礎(chǔ)。該計(jì)劃具有高度綜合和學(xué)科交叉的研究特點(diǎn)，標(biāo)志著地球科學(xué)和宏觀生物學(xué)的研究跨入了一個(gè)新的深度和廣度。計(jì)劃組成：IGBP由8個(gè)核心研究計(jì)劃和3個(gè)支撐計(jì)劃所組成。3個(gè)支撐計(jì)劃為全球分析、解釋與建模（GlobalAnalysis，InterpretationandModel，GAIM），全球變化分析、研究和培訓(xùn)系統(tǒng)（GlobalChangeSystemforAnalysisResearchandTraining，START），IGBP數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)（IGBPDataandInformationSystems，IGBP－DIS）。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃主要科學(xué)目標(biāo)是：描述和認(rèn)識(shí)控制整個(gè)地球系統(tǒng)15（1）國(guó)際全球大氣化學(xué)計(jì)劃（InternationalGlobalAtmosphericChemistryProject，IGAC）該計(jì)劃由IGBP及國(guó)際氣象和大氣科學(xué)學(xué)會(huì)所屬的大氣化學(xué)和全球污染委員會(huì)共同支持，它的目標(biāo)是認(rèn)識(shí)全球大氣化學(xué)組成、陸地和海洋生物圈過(guò)程以及人類活動(dòng)對(duì)它的影響，從而達(dá)到在全球尺度上預(yù)測(cè)自然和人為因素對(duì)大氣化學(xué)組成的影響的目的。（2）全球海洋通量聯(lián)合研究計(jì)劃（JointGlobalOceanFluxStudy,JGOFS）該計(jì)劃于1990年3月正式確定并開(kāi)始實(shí)施，主要側(cè)重海洋內(nèi)部以及海洋邊界在海洋生物和化學(xué)、海洋循環(huán)和相關(guān)物理因素以及人為活動(dòng)的影響下的碳交換過(guò)程。它主要分析和預(yù)測(cè)區(qū)域至全球尺度大氣－洋面－洋底系統(tǒng)碳的季節(jié)和年際變化，為解釋氣候變化的成因服務(wù)。（1）國(guó)際全球大氣化學(xué)計(jì)劃（InternationalGl16（3）過(guò)去的全球變化研究計(jì)劃（PastGlobalChanges,PAGES）PAGES的實(shí)施計(jì)劃形成于1991年3月，它通過(guò)對(duì)歷史資料和自然記錄(如保存在樹(shù)木年輪、湖泊和海洋沉積物、珊瑚、冰芯中的自然信息)的研究，并借助于有效的現(xiàn)代物理、化學(xué)分析技術(shù)恢復(fù)過(guò)去環(huán)境的變化并區(qū)分自然因素和人為因素的影響，以此為依據(jù)，檢驗(yàn)未來(lái)全球變化預(yù)測(cè)模型。PAGES計(jì)劃目前集中于研究?jī)蓚€(gè)時(shí)間階段，一是最近2000年的地球歷史；二是晚第四紀(jì)的最后幾十萬(wàn)年的冰期、間冰期旋回。（3）過(guò)去的全球變化研究計(jì)劃（PastGlobalCha17（4）全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GlobalChangeandTerrestrialEcosystems,GCTE）GCTE旨在分析全球尺度上大氣成分、氣候、人類活動(dòng)和其他環(huán)境變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化可能帶來(lái)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土壤和生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的改變。近期的工作主要圍繞以下5個(gè)方面展開(kāi)集成研究：①全球大氣化學(xué)是如何發(fā)生作用的?在痕量氣體的生消中，生物過(guò)程起著什么作用?②全球變化是怎樣影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的?③土地利用、海面升高和氣候變化如何改變海岸生態(tài)系統(tǒng)，其后果是什么?④海洋生物地球化學(xué)過(guò)程是如何影響和響應(yīng)氣候變化的?⑤過(guò)去發(fā)生過(guò)什么重大的氣候和環(huán)境變化，原因何在?（4）全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GlobalChangea18（5）水文循環(huán)的生物學(xué)方面（BiosphericAspectsoftheHydrologicalCycle,BAHC）BAHC主要是研究植被在地表和大氣水文過(guò)程中的作用。它的兩個(gè)主要目的是：①通過(guò)野外測(cè)量，確定生物圈對(duì)水文循環(huán)的控制，發(fā)展從小塊植被到大氣環(huán)流模式(GCM)網(wǎng)格單元尺度上的土壤－植被－大氣系統(tǒng)中能量和水通量模式；②建立能用于描述和驗(yàn)證生物圈和地球物理系統(tǒng)間相互作用模擬結(jié)果的適當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)。到2002年底，BAHC的中心任務(wù)是為新的陸地－大氣界面行動(dòng)的展開(kāi)以及由IGBP，IHDP和WCRP聯(lián)合發(fā)起的新的有關(guān)水問(wèn)題的聯(lián)合計(jì)劃服務(wù)。（5）水文循環(huán)的生物學(xué)方面（BiosphericAspec19（6）海岸帶的海陸相互作用（Land-OceanInteractionsintheCoastalZone,LOICZ）LOICZ側(cè)重模擬和預(yù)測(cè)10年尺度上海岸帶對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，為沿海地區(qū)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)政策服務(wù)。研究?jī)?nèi)容包括：①外力或邊界條件的變化對(duì)近海通量的影響；②海岸生物地貌學(xué)與海平面上升；③碳通量與痕量氣體的排放；④全球變化對(duì)海洋系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響。（6）海岸帶的海陸相互作用（Land-OceanInter20（7）全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（GlobalOceanEcosystemDynamics,GLOBEC）GLOBEC于1995年確定，主要目標(biāo)是認(rèn)識(shí)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)及其亞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，提高海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化響應(yīng)的預(yù)測(cè)能力。與傳統(tǒng)的為漁業(yè)服務(wù)的種群動(dòng)態(tài)研究不同，它側(cè)重于分析生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用。（7）全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（GlobalOceanEc21（8）土地利用與土地覆蓋變化（LandUseandLandCoverChange,LUCC）進(jìn)入90年代以來(lái)，全球環(huán)境變化研究領(lǐng)域逐漸加強(qiáng)了對(duì)LUCC的研究。這主要與該領(lǐng)域具有全球影響的兩大組織IGBP和IHDP的推動(dòng)有關(guān)。這兩個(gè)組織自1990年起開(kāi)始積極籌劃全球性綜合研究計(jì)劃，于1995年共同擬定并發(fā)表了《土地利用/土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》，提出3個(gè)研究重點(diǎn)：土地利用變化的機(jī)制。通過(guò)區(qū)域性個(gè)例的比較研究，分析影響土地使用者或管理者改變土地利用和管理方式的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的主要驅(qū)動(dòng)因子，建立區(qū)域性的土地利用/土地覆被變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；土地覆被的變化機(jī)制。主要通過(guò)遙感圖像分析，了解過(guò)去20年內(nèi)土地覆被的空間變化過(guò)程，并將其與驅(qū)動(dòng)因子聯(lián)系起來(lái)，建立解釋土地覆被時(shí)空變化和推斷未來(lái)10~20年的土地覆被變化的經(jīng)驗(yàn)診斷模型；建立區(qū)域和全球尺度的模型。建立宏觀尺度的，包括與土地利用有關(guān)的各經(jīng)濟(jì)部門(mén)在內(nèi)的土地利用—土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)模型，根據(jù)驅(qū)動(dòng)因子的變化來(lái)推斷土地覆蓋未來(lái)(50～100年)的變化趨勢(shì)，為制定相應(yīng)對(duì)策和全球環(huán)境變化研究任務(wù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。在未來(lái)50～100年的土地覆蓋變化中，人類的土地利用活動(dòng)將起到最主要的作用。因此，對(duì)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)各種因素作用下的土地使用者和管理者的行為分析，是建立土地利用和土地覆蓋變化模型的重要組成部分。這類分析通過(guò)區(qū)域性個(gè)例研究進(jìn)行，為全球性模型的建立提供依據(jù)，并對(duì)后者進(jìn)行驗(yàn)證。（8）土地利用與土地覆蓋變化（LandUseandLa22國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃人文因素全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalChange,GEC)是由人類活動(dòng)和自然過(guò)程相互交織的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所造成的一系列陸地、海洋與大氣的生物物理變化。全球環(huán)境變化中的人文因素(HumanDimensionsonGlobalEnvironmentalChange,HDGEC)研究闡明人類-自然耦合系統(tǒng)，探索個(gè)體與社會(huì)群體如何驅(qū)動(dòng)局地、區(qū)域和全球尺度上發(fā)生的環(huán)境變化？這些變化的影響？如何減緩和響應(yīng)這些變化？國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃(InternationalHumanDimensionsProgrammeonGlobalEnvironmentalChange,IHDP)由國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)(ICSU)與國(guó)際社會(huì)科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)(ISSC)于1996年共同發(fā)起，是一個(gè)跨學(xué)科、非政府的國(guó)際科學(xué)計(jì)劃。國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃人文因素23目的全球環(huán)境變化人文因素研究主要是研究由人類活動(dòng)引起的環(huán)境變化的起因和結(jié)果，以及人類對(duì)這些變化的響應(yīng)。這種研究是跨學(xué)科領(lǐng)域的，全球環(huán)境變化研究已經(jīng)日益的認(rèn)識(shí)到人類作為地球系統(tǒng)中心的重要性。目的24計(jì)劃4個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)：◆脆弱性/恢復(fù)力面對(duì)社會(huì)、自然系統(tǒng)的變化，決定耦合系統(tǒng)承受能力的因素是什么？這種變化對(duì)可持續(xù)性發(fā)展的影響是什么？◆閾值/轉(zhuǎn)型當(dāng)閾值超過(guò)后，我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)長(zhǎng)期的變化趨勢(shì)？如何能夠確保平穩(wěn)的轉(zhuǎn)型？◆管理我們?nèi)绾文軌蚶卫蔚恼莆振詈舷到y(tǒng)，使其朝著期望的目標(biāo)前進(jìn)？◆學(xué)習(xí)/適應(yīng)為了維持穩(wěn)定的耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，我們?nèi)绾渭ぐl(fā)社會(huì)的認(rèn)知？計(jì)劃25IHDP有7個(gè)核心科學(xué)計(jì)劃：(1)土地利用/土地覆蓋變化(LUCC，與IGBP共同發(fā)起)；(2)全球環(huán)境變化的制度因素(IDGEC)；(3)全球環(huán)境變化與人類安全(GECHS)；(4)工業(yè)轉(zhuǎn)型(IT)；(5)海岸帶陸海相互作用(LOICZII)；(6)城市化與全球環(huán)境變化(UrbanizationandGlobalEnvironmentalChange)；(7)全球土地計(jì)劃(GLP,與IGBP共同發(fā)起)。IHDP有7個(gè)核心科學(xué)計(jì)劃：26國(guó)際生物多樣性計(jì)劃國(guó)際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS）是由ICSU所屬的國(guó)際生物科學(xué)聯(lián)合會(huì)（ＩＵＢＳ）、環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員會(huì)（ＳＣＯＰＥ）及聯(lián)合國(guó)教科文組織（ＵＮＥＳＣＯ）于1991年共同發(fā)起.主要任務(wù):聯(lián)合生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和社會(huì)科學(xué)，開(kāi)展與人類社會(huì)相關(guān)的研究，推動(dòng)生物多樣性科學(xué)的集成化發(fā)展；為更好地認(rèn)識(shí)生物多樣性減少問(wèn)題提供科學(xué)基礎(chǔ)，并為制訂生物多樣性保護(hù)和可持續(xù)利用的政策提供建議。DIVERSITAS由3個(gè)核心計(jì)劃與幾個(gè)交互網(wǎng)絡(luò)（cross-cuttingnetworks）組成。

國(guó)際生物多樣性計(jì)劃國(guó)際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS）27核心計(jì)劃生物多樣性發(fā)現(xiàn)及其變化預(yù)測(cè)(BioDiscovery)、生物多樣性變化的影響評(píng)估（EcoServices）、生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)利用的科學(xué)發(fā)展(Biosustainability)。交互網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃包括全球入侵物種計(jì)劃（GISP）、全球山地生物多樣性評(píng)估（GMBA）、農(nóng)業(yè)與生物多樣性等（AB）和淡水生物多樣性網(wǎng)絡(luò)（FBN）等。核心計(jì)劃28研究領(lǐng)域（1）生物多樣性的起源、維持和喪失；

（2）生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能；

（3）生物多樣性的編目、分類及其相互關(guān)系；

（4）生物多樣性評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)；

（5）生物多樣性的保護(hù)、恢復(fù)和持續(xù)利用；

（6）生物多樣性的人類因素；

（7）土壤和沉積物的生物多樣性；

（8）海洋生物多樣性；

（9）微生物生物多樣性。研究領(lǐng)域29全球環(huán)境變化全球環(huán)境變化特點(diǎn)多尺度、全方位、多層次正面影響負(fù)面影響全球環(huán)境變化全球環(huán)境變化特點(diǎn)多尺度、全方位、多層次正面影響負(fù)30預(yù)測(cè)①過(guò)去變化特征②記錄方式：石筍，珊瑚，湖泊沉積物，樹(shù)輪③分辨率預(yù)測(cè)①過(guò)去變化特征31代用指標(biāo)方法不同；選用何種指標(biāo)如何獲取數(shù)據(jù)處理辦法正相關(guān)負(fù)相關(guān)代用指標(biāo)方法不同；正相關(guān)負(fù)相關(guān)32樹(shù)輪研究原理

均一性原理：是自然科學(xué)研究中普遍適用的一個(gè)原理，是JamesHutton于1785年最先提出，在古氣候研究中常被應(yīng)用。例如，在過(guò)去出現(xiàn)過(guò)的氣候型，現(xiàn)代、今后有可能出現(xiàn)，現(xiàn)在出現(xiàn)過(guò)的氣候類型必定可以從歷史氣候中找到相似的類型。這種假設(shè)，是根據(jù)古今氣候有著同一屬性原理而定出的。（如果將這一原理應(yīng)用到樹(shù)木年輪氣候?qū)W中，是據(jù)現(xiàn)代氣象資料的分析研究，發(fā)現(xiàn)年輪生長(zhǎng)與氣候的關(guān)系，有著較密切的物理、生物學(xué)過(guò)程。這一過(guò)程，同樣適用于過(guò)去。其根本依據(jù)是限制樹(shù)木生長(zhǎng)的氣候條件在過(guò)去和現(xiàn)在是一樣的。若均一性被破壞，顯然年輪變化就不是氣候（水文）要素的變量函數(shù)。）樹(shù)輪研究原理均一性原理：是自然科學(xué)研究中普遍33原理

限制因子原理：任何一種生物學(xué)過(guò)程，必須遵守一條生物學(xué)定律，即它進(jìn)行的生物學(xué)過(guò)程、變化速度都不可能超過(guò)主要限制因子所允許的程度。若某個(gè)因子發(fā)生變化，不起限制作用，則某生物學(xué)過(guò)程速度就加快，直到出現(xiàn)另一個(gè)限制因子，或出現(xiàn)幾個(gè)限制因子時(shí)為止。任何一個(gè)生物過(guò)程，總受到外部環(huán)境或有機(jī)內(nèi)部物理、化學(xué)過(guò)程的一個(gè)或幾個(gè)（一組）因子的限制。（限制因子定律對(duì)樹(shù)木氣候?qū)W及其重要，因?yàn)橹挥性谝粋€(gè)或多個(gè)環(huán)境要素強(qiáng)烈限制樹(shù)木生長(zhǎng)并且持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，造成較大地理范圍上許多樹(shù)木的年輪寬度或其它特征以同一種方式變化時(shí)，樹(shù)木年輪才可以進(jìn)行交叉定年。）原理限制因子原理：任何一種生物學(xué)過(guò)程，必34原理

生態(tài)幅：1.每一種生物對(duì)每一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即有一個(gè)生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)（或稱耐受性的上限和下限）之間的范圍，稱為生態(tài)幅，例如，鮭魚(yú)對(duì)溫度這一生態(tài)因子的耐受范圍是0~12℃，最適溫度為4℃。2.一種生物對(duì)每一個(gè)環(huán)境因素都要求有適宜的量，過(guò)多或不足都會(huì)使其生命活動(dòng)受限制，乃至死亡，這種生物對(duì)每一個(gè)因素的耐受范圍，稱為生態(tài)幅。原理生態(tài)幅：1.每一種生物對(duì)每一種生態(tài)因子都35敏感性原理：樹(shù)木年輪寬度的逐年寬窄變化是衡量氣候?qū)δ贻喩L(zhǎng)限制的一項(xiàng)很好的指標(biāo)，樹(shù)木年代學(xué)研究中把這種寬窄變化作為樹(shù)木徑向生長(zhǎng)反映氣候變化的平均敏感度。平均敏感度的實(shí)際取值范圍為0<M.S.<2。但從實(shí)際統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，該值一般介于0.1-0.6之間。樹(shù)木年輪氣候?qū)W研究中，一般M.S.在0.2以上的序列比較適合用于氣候分析。平均敏感度度量了相鄰年輪之間的輪寬變化情況，在樹(shù)輪氣候?qū)W研究中主要反應(yīng)了氣候的短期變化或高頻變化。研究表明，平均敏感度大的樣本保持的氣候信息相對(duì)較多，相應(yīng)的噪聲較少，樣本與氣候變化的關(guān)系較密切。敏感性原理：樹(shù)木年輪寬度的逐年寬窄變化是衡量氣候?qū)δ贻喩L(zhǎng)限36原理

式中：MS——平均敏感度；n——該樣本年輪總數(shù)；xi——第i輪寬度值；xi+1——第i+1輪寬度值；當(dāng)Ms→0時(shí)，表示年輪寬度變化不大，敏感性較差或無(wú)敏感性，氣候沒(méi)有逐年變化；當(dāng)Ms→2時(shí)，表示年輪寬度變化幅度較大，對(duì)環(huán)境反映極其敏感，實(shí)際上這種情況并不存在。

原理式中：37研究意義

復(fù)本原理：復(fù)本原理實(shí)際上強(qiáng)調(diào)的是樣本量的問(wèn)題。即利用大樣本量研究來(lái)盡可能的消除誤差。以樹(shù)輪研究為例，如果僅僅依靠一棵或幾棵樹(shù)建立起來(lái)的年輪序列來(lái)分析氣候變化，其結(jié)果往往是值得懷疑的。如果沒(méi)有足夠的樣本量，很難進(jìn)行交叉定年，無(wú)法完全判定出一個(gè)采樣點(diǎn)存在的缺失年輪及偽年輪。通過(guò)大樣本量可以消除讀數(shù)過(guò)程中個(gè)別樣本出現(xiàn)的偶然誤差，并判定個(gè)別樣本或某個(gè)時(shí)段內(nèi)可能存在的若干非氣候因素造成的異常變化，從而可以將非氣候因子的影響減至最小，有利于更準(zhǔn)確的推斷過(guò)去氣候變化。研究意義復(fù)本原理：復(fù)本原理實(shí)際上強(qiáng)調(diào)的是樣38同一地點(diǎn)不同生長(zhǎng)條件下的樣芯輪寬曲線同一地點(diǎn)不同生長(zhǎng)條件下的樣芯輪寬曲線39原理

交叉定年原理：主要應(yīng)用在分辨率高時(shí)間序列中。交叉定年原理是年輪分析中一個(gè)重要的原理。生長(zhǎng)在同一生態(tài)環(huán)境下的樹(shù)木，由于受到同樣的限制因子作用，其年輪的寬窄變化應(yīng)該是同步的。若兩組以上的序列，甚至同一株樹(shù)、不同方位采取的樣本，所測(cè)出年輪序列無(wú)法重疊，則將兩序列年輪寬度點(diǎn)在坐標(biāo)帶上，畫(huà)出年輪變化曲線，可明顯看出它的錯(cuò)位，若將其中偽、缺輪進(jìn)行刪補(bǔ)，兩個(gè)或更多序列就能重合起來(lái)，即能正確的檢查出某序列每個(gè)年輪的正確年代。原理交叉定年原理：主要應(yīng)用在分辨率高時(shí)間序列中40問(wèn)題文章問(wèn)題問(wèn)題文章41演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！42姓名：李旭祥郵箱：xxli@全球環(huán)境變化研究方法姓名：李旭祥全球環(huán)境變化研究方法43內(nèi)容簡(jiǎn)介全球環(huán)境變化1預(yù)測(cè)

2代用指標(biāo)

3原理4文章

5問(wèn)題6內(nèi)容簡(jiǎn)介全球環(huán)境變化1預(yù)測(cè)2代用指標(biāo)3原理4文章5問(wèn)44全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalChange,GEC)是由人類活動(dòng)和自然過(guò)程相互交織的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所造成的一系列陸地、海洋與大氣的生物物理變化。主要全球性環(huán)境問(wèn)題：全球變暖、臭氧層空洞、酸雨、森林破壞與生物多樣性減少、荒漠化與水資源短缺、海洋污染與危險(xiǎn)物的越境轉(zhuǎn)移。全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalCh454大全球環(huán)境變化計(jì)劃組成：(1)世界氣候研究計(jì)劃(WorldClimateResearchProgram,WCRP)；(2)國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(InternationalGeosphere-BiosphereProgram,IGBP)；(3)國(guó)際全球變化人文因素計(jì)劃(InternationalHumanDimensionsProgramonGlobalEnvironmentalChange,IHDP)；(4)國(guó)際生物多樣性計(jì)劃(AnInternationalProgramofBiodiversityScience,DIVERSITAS)．4大全球環(huán)境變化計(jì)劃組成：46世界氣候研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）是（WCP）的研究計(jì)劃部分。該計(jì)劃旨在協(xié)調(diào)和尋求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)了解，特別是研究在什么程度上可以預(yù)測(cè)氣候和人類在多大程度上能夠影響氣候。該計(jì)劃設(shè)立于1980年，由（WMO）、（ICSU）和（UNESCO）下屬的政府間海洋委員會(huì)共同組建。WCRP是建立在它的前身（GARP）的科學(xué)基礎(chǔ)上。GARP計(jì)劃在70年代進(jìn)行并取得了極大的成功。它通過(guò)1979年進(jìn)行的第一次全球大氣觀測(cè)試驗(yàn)（FGGE）第一次對(duì)一年時(shí)期內(nèi)的整個(gè)全球大氣進(jìn)行了詳細(xì)觀測(cè)和研究，為改進(jìn)短期數(shù)值氣候預(yù)報(bào)和建立中期天氣數(shù)值預(yù)報(bào)提供了科學(xué)基礎(chǔ)。世界氣候研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）是（WCP）的研47研究目標(biāo)WCRP計(jì)劃是計(jì)劃的自然延伸和向前的發(fā)展，它涉及的是整個(gè)氣候系統(tǒng)，即陸面和冰雪、生態(tài)及人類活動(dòng)等。WCRP的長(zhǎng)期目標(biāo)是：改進(jìn)和擴(kuò)大對(duì)全球和區(qū)域氣候的認(rèn)識(shí)；設(shè)計(jì)和實(shí)施深入了解重大氣候過(guò)程的觀測(cè)和研究計(jì)劃，包括海氣相互作用、云與輻射間的相互作用、陸氣相互作用；發(fā)展氣候系統(tǒng)模式，論證對(duì)各種時(shí)空尺度的氣候的預(yù)報(bào)能力；研究氣候?qū)θ祟惢顒?dòng)引起的變化如大氣中CO2增加的敏感性。它的最終目標(biāo)是為建立月、季、年際以及年代際等氣候預(yù)測(cè)提供科學(xué)認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)。研究目標(biāo)48研究重點(diǎn)WCRP計(jì)劃是一項(xiàng)跨學(xué)科的氣候研究計(jì)劃，如前所述，它的重點(diǎn)在改進(jìn)對(duì)全球氣候的了解及其可預(yù)報(bào)性。這是通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)施一些重大的觀測(cè)試驗(yàn)和理論研究活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，特別是發(fā)展多種能夠模擬氣候系統(tǒng)的數(shù)值模式，協(xié)調(diào)和實(shí)施外場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，對(duì)全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)（GCOS）的建立進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)以及評(píng)估氣候?qū)ψ匀缓腿藶橛绊懙拿舾行缘?。研究重點(diǎn)49主要活動(dòng)WCRP主要致力于以下活動(dòng)：進(jìn)行全球氣候分析、評(píng)估；進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)、模式比較，改進(jìn)物理過(guò)程的參數(shù)化方案；進(jìn)行陸面過(guò)程、云輻射反饋、邊界層及海冰的研究；實(shí)施熱帶海洋與全球大氣計(jì)劃（TOGA）、世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)（WOCE）和全球能量與水循環(huán)實(shí)驗(yàn)（GEWEX）、過(guò)程及其在氣候中的作用（SPARC）、氣候系統(tǒng)科學(xué)（ACSYS）和氣候變率及其可預(yù)報(bào)性計(jì)劃（CLIVAR）主要活動(dòng)50氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃

WCRP研究大氣、海洋、冰雪、路面、生態(tài)、人類活動(dòng)等

計(jì)劃建立在熱帶海洋全球大氣計(jì)劃（TOGA）的基礎(chǔ)上。該計(jì)劃重點(diǎn)研究變化的大氣和緩慢變化的陸面、海洋和冰雪過(guò)程，人類的影響以及地球化學(xué)和生物物質(zhì)的變化。也特別研究世界季風(fēng)環(huán)流年循環(huán)強(qiáng)度的預(yù)報(bào)及海洋與其變率。CLIVAR計(jì)劃的最后完成將使我們對(duì)耦合的大氣和海洋狀況及其變化有新的、更深入的了解，從而使我們對(duì)氣候系統(tǒng)作出一年或多年的更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。氣候變率和可預(yù)報(bào)性研究計(jì)劃51平流層過(guò)程及其在氣候中作用的研究計(jì)劃

這個(gè)計(jì)劃研究平流層過(guò)程在氣候中的重要作用，包括溫度的變化趨勢(shì)，大氣成分的變化趨勢(shì)（如水汽）以及的垂直分布與變化等。

具體的內(nèi)容包括：過(guò)程及中小尺度重力波在全球大氣數(shù)值模式中作用的參數(shù)化，——交換，對(duì)流層上部/平流層下部的——?dú)夂騿?wèn)題，O3的變化及其對(duì)氣候的影響，準(zhǔn)兩年振蕩及其在對(duì)流層和平流層耦合中的可能作用，氣候變化的平流層指標(biāo)，包括溫度趨勢(shì)（已確定平流層正在冷卻），（水汽與等）的變化等，平流層對(duì)氣候影響的模式研究，平流層基本氣候參數(shù)的平均值和變率，輻射活動(dòng)的監(jiān)測(cè)等。平流層過(guò)程及其在氣候中作用的研究計(jì)劃52全球能量和水份循環(huán)計(jì)劃

它研究氣候系統(tǒng)中的水文循環(huán)及其對(duì)全球變化的反應(yīng)，特別是對(duì)增加的反應(yīng)。在這一計(jì)劃下進(jìn)行了大氣/水文區(qū)域過(guò)程研究和試驗(yàn)，并收集了大量氣候參數(shù)，如云量、水汽、降水和等。

GEWEX計(jì)劃實(shí)施了一個(gè)重大的聯(lián)合觀測(cè)計(jì)劃，通過(guò)這個(gè)計(jì)劃，所有區(qū)域性的（大陸和流域）大氣和水文研究試驗(yàn)計(jì)劃于2002~2003年共同進(jìn)行觀測(cè)試驗(yàn)和收集共同的資料集。這將對(duì)大陸尺度的熱量和水汽源匯對(duì)全球氣候系統(tǒng)的影響作出獨(dú)特的評(píng)估。

1.精確大氣輻射傳輸方案的各通量分量；

2.云微物理特性和的定量知識(shí)；

3.非地轉(zhuǎn)大氣環(huán)流的組成部分；

4.土壤濕度與其它陸面參數(shù)問(wèn)題。

GEWEX提出的GEOP觀測(cè)計(jì)劃旨在更好地了解大陸水文氣候過(guò)程對(duì)全球大氣環(huán)流可預(yù)報(bào)性與水資源變化的影響，并且發(fā)展相關(guān)的模式和進(jìn)行數(shù)值模擬，特別是重點(diǎn)研究推動(dòng)和影響氣候系統(tǒng)及其異常的熱源和熱匯區(qū)。全球能量和水份循環(huán)計(jì)劃53世界大洋環(huán)流計(jì)劃

該計(jì)劃重點(diǎn)研究深海結(jié)構(gòu)的作用以及大尺度海洋環(huán)流及其在氣候系統(tǒng)中的作用。它是通過(guò)各種海洋測(cè)量、觀測(cè)和全球海洋模式的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)的。WOCE計(jì)劃促進(jìn)了用于各種精確測(cè)量海洋水位的等重要技術(shù)的發(fā)展，此外還改進(jìn)了預(yù)報(bào)。這一計(jì)劃目前正在對(duì)所有收集到的資料進(jìn)行最后的綜合。這將使我們對(duì)全球海洋有更完整的和動(dòng)力學(xué)上相一致的了解。

WOCE的目的：

一是發(fā)展用于預(yù)報(bào)氣候變化的海洋模式并收集用于檢驗(yàn)海洋模式所需要的資料，這包括要了解海洋輸送和與大氣及冰雪間交換多少熱量和淡水；海流怎樣被大氣強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)，溫度和鹽度怎么由大氣強(qiáng)迫決定；

二是海洋是怎樣變化的，這包括充滿海洋的許多小渦旋在其中起什么作用，由海氣相互作用決定的屬性怎樣圍繞海洋運(yùn)動(dòng)等。

進(jìn)行了長(zhǎng)期的外場(chǎng)觀測(cè)試驗(yàn)，進(jìn)行的分析、解釋、模式模擬和綜合研究.世界大洋環(huán)流計(jì)劃54北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS）和極地氣候計(jì)劃

該計(jì)劃是一個(gè)多學(xué)科的專門(mén)研究水文和調(diào)查的研究計(jì)劃。它揭示了北冰洋歐亞部分的上層海洋有明顯增暖這一事實(shí)，并可能對(duì)該地區(qū)永久性冰層的形成有重要影響。

ACSYS研究的方面包括南極海冰厚度測(cè)量和研究（用8個(gè)錨定和（ULS）），南極浮標(biāo)計(jì)劃，海冰與海洋模式模擬研究以及冰雪圈與氣候研究等。

目前這個(gè)計(jì)劃已被擴(kuò)大為研究氣候和冰雪圈相互作用的新計(jì)劃（CLIC），對(duì)于CLIC計(jì)劃主要研究四個(gè)方面的科學(xué)問(wèn)題，即：

1.改進(jìn)氣候系統(tǒng)內(nèi)部冰雪圈相互作用的物理過(guò)程和反饋機(jī)制；

2.改進(jìn)模式中冰雪過(guò)程的表征以減少氣候模擬和氣候變化預(yù)測(cè)中的不確定性；

3.評(píng)估和定量分析過(guò)去和將來(lái)氣候變化與變率對(duì)冰雪圈各分量的影響及其后果，尤其是對(duì)能量和水分收支、條件，海平面變化和北極冰蓋的維持；

4.加強(qiáng)冰雪圈的觀測(cè)與監(jiān)測(cè)。北極氣候系統(tǒng)研究（ACSYS）和極地氣候計(jì)劃55熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃

這一計(jì)劃已經(jīng)成功地完成。它把大氣的相互作用與熱帶海洋環(huán)流緊密聯(lián)系起來(lái)。這個(gè)計(jì)劃最突出的成果之一是使我們能夠提前一年或更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)。許多國(guó)家的政府和企業(yè)界利用這種預(yù)報(bào)獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

WCRP計(jì)劃在另一方面的關(guān)鍵活動(dòng)是發(fā)展和改進(jìn)氣候模式。特別有意義的是它組織了國(guó)際間的氣候模式比較計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)，作為識(shí)別模式誤差的一種手段。并通過(guò)改進(jìn)氣候模式來(lái)更好地定量計(jì)算氣候變化和氣候變率。熱帶海洋和全球大氣計(jì)劃56國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃主要科學(xué)目標(biāo)是：描述和認(rèn)識(shí)控制整個(gè)地球系統(tǒng)相互作用的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程；描述和理解支持生命的獨(dú)特環(huán)境；描述和理解發(fā)生在該系統(tǒng)中的變化以及人類活動(dòng)對(duì)它們的影響方式。其應(yīng)用目標(biāo)是發(fā)展預(yù)報(bào)理論，預(yù)測(cè)地球系統(tǒng)在未來(lái)十至百年時(shí)間尺度上的變化，為國(guó)家和國(guó)際政策的制定提供科學(xué)基礎(chǔ)。該計(jì)劃具有高度綜合和學(xué)科交叉的研究特點(diǎn)，標(biāo)志著地球科學(xué)和宏觀生物學(xué)的研究跨入了一個(gè)新的深度和廣度。計(jì)劃組成：IGBP由8個(gè)核心研究計(jì)劃和3個(gè)支撐計(jì)劃所組成。3個(gè)支撐計(jì)劃為全球分析、解釋與建模（GlobalAnalysis，InterpretationandModel，GAIM），全球變化分析、研究和培訓(xùn)系統(tǒng)（GlobalChangeSystemforAnalysisResearchandTraining，START），IGBP數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)（IGBPDataandInformationSystems，IGBP－DIS）。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃主要科學(xué)目標(biāo)是：描述和認(rèn)識(shí)控制整個(gè)地球系統(tǒng)57（1）國(guó)際全球大氣化學(xué)計(jì)劃（InternationalGlobalAtmosphericChemistryProject，IGAC）該計(jì)劃由IGBP及國(guó)際氣象和大氣科學(xué)學(xué)會(huì)所屬的大氣化學(xué)和全球污染委員會(huì)共同支持，它的目標(biāo)是認(rèn)識(shí)全球大氣化學(xué)組成、陸地和海洋生物圈過(guò)程以及人類活動(dòng)對(duì)它的影響，從而達(dá)到在全球尺度上預(yù)測(cè)自然和人為因素對(duì)大氣化學(xué)組成的影響的目的。（2）全球海洋通量聯(lián)合研究計(jì)劃（JointGlobalOceanFluxStudy,JGOFS）該計(jì)劃于1990年3月正式確定并開(kāi)始實(shí)施，主要側(cè)重海洋內(nèi)部以及海洋邊界在海洋生物和化學(xué)、海洋循環(huán)和相關(guān)物理因素以及人為活動(dòng)的影響下的碳交換過(guò)程。它主要分析和預(yù)測(cè)區(qū)域至全球尺度大氣－洋面－洋底系統(tǒng)碳的季節(jié)和年際變化，為解釋氣候變化的成因服務(wù)。（1）國(guó)際全球大氣化學(xué)計(jì)劃（InternationalGl58（3）過(guò)去的全球變化研究計(jì)劃（PastGlobalChanges,PAGES）PAGES的實(shí)施計(jì)劃形成于1991年3月，它通過(guò)對(duì)歷史資料和自然記錄(如保存在樹(shù)木年輪、湖泊和海洋沉積物、珊瑚、冰芯中的自然信息)的研究，并借助于有效的現(xiàn)代物理、化學(xué)分析技術(shù)恢復(fù)過(guò)去環(huán)境的變化并區(qū)分自然因素和人為因素的影響，以此為依據(jù)，檢驗(yàn)未來(lái)全球變化預(yù)測(cè)模型。PAGES計(jì)劃目前集中于研究?jī)蓚€(gè)時(shí)間階段，一是最近2000年的地球歷史；二是晚第四紀(jì)的最后幾十萬(wàn)年的冰期、間冰期旋回。（3）過(guò)去的全球變化研究計(jì)劃（PastGlobalCha59（4）全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GlobalChangeandTerrestrialEcosystems,GCTE）GCTE旨在分析全球尺度上大氣成分、氣候、人類活動(dòng)和其他環(huán)境變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化可能帶來(lái)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土壤和生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的改變。近期的工作主要圍繞以下5個(gè)方面展開(kāi)集成研究：①全球大氣化學(xué)是如何發(fā)生作用的?在痕量氣體的生消中，生物過(guò)程起著什么作用?②全球變化是怎樣影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的?③土地利用、海面升高和氣候變化如何改變海岸生態(tài)系統(tǒng)，其后果是什么?④海洋生物地球化學(xué)過(guò)程是如何影響和響應(yīng)氣候變化的?⑤過(guò)去發(fā)生過(guò)什么重大的氣候和環(huán)境變化，原因何在?（4）全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GlobalChangea60（5）水文循環(huán)的生物學(xué)方面（BiosphericAspectsoftheHydrologicalCycle,BAHC）BAHC主要是研究植被在地表和大氣水文過(guò)程中的作用。它的兩個(gè)主要目的是：①通過(guò)野外測(cè)量，確定生物圈對(duì)水文循環(huán)的控制，發(fā)展從小塊植被到大氣環(huán)流模式(GCM)網(wǎng)格單元尺度上的土壤－植被－大氣系統(tǒng)中能量和水通量模式；②建立能用于描述和驗(yàn)證生物圈和地球物理系統(tǒng)間相互作用模擬結(jié)果的適當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)。到2002年底，BAHC的中心任務(wù)是為新的陸地－大氣界面行動(dòng)的展開(kāi)以及由IGBP，IHDP和WCRP聯(lián)合發(fā)起的新的有關(guān)水問(wèn)題的聯(lián)合計(jì)劃服務(wù)。（5）水文循環(huán)的生物學(xué)方面（BiosphericAspec61（6）海岸帶的海陸相互作用（Land-OceanInteractionsintheCoastalZone,LOICZ）LOICZ側(cè)重模擬和預(yù)測(cè)10年尺度上海岸帶對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，為沿海地區(qū)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)政策服務(wù)。研究?jī)?nèi)容包括：①外力或邊界條件的變化對(duì)近海通量的影響；②海岸生物地貌學(xué)與海平面上升；③碳通量與痕量氣體的排放；④全球變化對(duì)海洋系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響。（6）海岸帶的海陸相互作用（Land-OceanInter62（7）全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（GlobalOceanEcosystemDynamics,GLOBEC）GLOBEC于1995年確定，主要目標(biāo)是認(rèn)識(shí)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)及其亞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，提高海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化響應(yīng)的預(yù)測(cè)能力。與傳統(tǒng)的為漁業(yè)服務(wù)的種群動(dòng)態(tài)研究不同，它側(cè)重于分析生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用。（7）全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（GlobalOceanEc63（8）土地利用與土地覆蓋變化（LandUseandLandCoverChange,LUCC）進(jìn)入90年代以來(lái)，全球環(huán)境變化研究領(lǐng)域逐漸加強(qiáng)了對(duì)LUCC的研究。這主要與該領(lǐng)域具有全球影響的兩大組織IGBP和IHDP的推動(dòng)有關(guān)。這兩個(gè)組織自1990年起開(kāi)始積極籌劃全球性綜合研究計(jì)劃，于1995年共同擬定并發(fā)表了《土地利用/土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》，提出3個(gè)研究重點(diǎn)：土地利用變化的機(jī)制。通過(guò)區(qū)域性個(gè)例的比較研究，分析影響土地使用者或管理者改變土地利用和管理方式的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的主要驅(qū)動(dòng)因子，建立區(qū)域性的土地利用/土地覆被變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；土地覆被的變化機(jī)制。主要通過(guò)遙感圖像分析，了解過(guò)去20年內(nèi)土地覆被的空間變化過(guò)程，并將其與驅(qū)動(dòng)因子聯(lián)系起來(lái)，建立解釋土地覆被時(shí)空變化和推斷未來(lái)10~20年的土地覆被變化的經(jīng)驗(yàn)診斷模型；建立區(qū)域和全球尺度的模型。建立宏觀尺度的，包括與土地利用有關(guān)的各經(jīng)濟(jì)部門(mén)在內(nèi)的土地利用—土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)模型，根據(jù)驅(qū)動(dòng)因子的變化來(lái)推斷土地覆蓋未來(lái)(50～100年)的變化趨勢(shì)，為制定相應(yīng)對(duì)策和全球環(huán)境變化研究任務(wù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。在未來(lái)50～100年的土地覆蓋變化中，人類的土地利用活動(dòng)將起到最主要的作用。因此，對(duì)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)各種因素作用下的土地使用者和管理者的行為分析，是建立土地利用和土地覆蓋變化模型的重要組成部分。這類分析通過(guò)區(qū)域性個(gè)例研究進(jìn)行，為全球性模型的建立提供依據(jù)，并對(duì)后者進(jìn)行驗(yàn)證。（8）土地利用與土地覆蓋變化（LandUseandLa64國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃人文因素全球環(huán)境變化(GlobalEnvironmentalChange,GEC)是由人類活動(dòng)和自然過(guò)程相互交織的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所造成的一系列陸地、海洋與大氣的生物物理變化。全球環(huán)境變化中的人文因素(HumanDimensionsonGlobalEnvironmentalChange,HDGEC)研究闡明人類-自然耦合系統(tǒng)，探索個(gè)體與社會(huì)群體如何驅(qū)動(dòng)局地、區(qū)域和全球尺度上發(fā)生的環(huán)境變化？這些變化的影響？如何減緩和響應(yīng)這些變化？國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃(InternationalHumanDimensionsProgrammeonGlobalEnvironmentalChange,IHDP)由國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)(ICSU)與國(guó)際社會(huì)科學(xué)聯(lián)盟理事會(huì)(ISSC)于1996年共同發(fā)起，是一個(gè)跨學(xué)科、非政府的國(guó)際科學(xué)計(jì)劃。國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃人文因素65目的全球環(huán)境變化人文因素研究主要是研究由人類活動(dòng)引起的環(huán)境變化的起因和結(jié)果，以及人類對(duì)這些變化的響應(yīng)。這種研究是跨學(xué)科領(lǐng)域的，全球環(huán)境變化研究已經(jīng)日益的認(rèn)識(shí)到人類作為地球系統(tǒng)中心的重要性。目的66計(jì)劃4個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)：◆脆弱性/恢復(fù)力面對(duì)社會(huì)、自然系統(tǒng)的變化，決定耦合系統(tǒng)承受能力的因素是什么？這種變化對(duì)可持續(xù)性發(fā)展的影響是什么？◆閾值/轉(zhuǎn)型當(dāng)閾值超過(guò)后，我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)長(zhǎng)期的變化趨勢(shì)？如何能夠確保平穩(wěn)的轉(zhuǎn)型？◆管理我們?nèi)绾文軌蚶卫蔚恼莆振詈舷到y(tǒng)，使其朝著期望的目標(biāo)前進(jìn)？◆學(xué)習(xí)/適應(yīng)為了維持穩(wěn)定的耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，我們?nèi)绾渭ぐl(fā)社會(huì)的認(rèn)知？計(jì)劃67IHDP有7個(gè)核心科學(xué)計(jì)劃：(1)土地利用/土地覆蓋變化(LUCC，與IGBP共同發(fā)起)；(2)全球環(huán)境變化的制度因素(IDGEC)；(3)全球環(huán)境變化與人類安全(GECHS)；(4)工業(yè)轉(zhuǎn)型(IT)；(5)海岸帶陸海相互作用(LOICZII)；(6)城市化與全球環(huán)境變化(UrbanizationandGlobalEnvironmentalChange)；(7)全球土地計(jì)劃(GLP,與IGBP共同發(fā)起)。IHDP有7個(gè)核心科學(xué)計(jì)劃：68國(guó)際生物多樣性計(jì)劃國(guó)際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS）是由ICSU所屬的國(guó)際生物科學(xué)聯(lián)合會(huì)（ＩＵＢＳ）、環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員會(huì)（ＳＣＯＰＥ）及聯(lián)合國(guó)教科文組織（ＵＮＥＳＣＯ）于1991年共同發(fā)起.主要任務(wù):聯(lián)合生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和社會(huì)科學(xué)，開(kāi)展與人類社會(huì)相關(guān)的研究，推動(dòng)生物多樣性科學(xué)的集成化發(fā)展；為更好地認(rèn)識(shí)生物多樣性減少問(wèn)題提供科學(xué)基礎(chǔ)，并為制訂生物多樣性保護(hù)和可持續(xù)利用的政策提供建議。DIVERSITAS由3個(gè)核心計(jì)劃與幾個(gè)交互網(wǎng)絡(luò)（cross-cuttingnetworks）組成。

國(guó)際生物多樣性計(jì)劃國(guó)際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS）69核心計(jì)劃生物多樣性發(fā)現(xiàn)及其變化預(yù)測(cè)(BioDiscovery)、生物多樣性變化的影響評(píng)估（EcoServices）、生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)利用的科學(xué)發(fā)展(Biosustainability)。交互網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃包括全球入侵物種計(jì)劃（GISP）、全球山地生物多樣性評(píng)估（GMBA）、農(nóng)業(yè)與生物多樣性等（AB）和淡水生物多樣性網(wǎng)絡(luò)（FBN）等。核心計(jì)劃70研究領(lǐng)域（1）生物多樣性的起源、維持和喪失；

（2）生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能；

（3）生物多樣性的編目、分類及其相互關(guān)系；

（4）生物多樣性評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)；

（5）生物多樣性的保護(hù)、恢復(fù)和持續(xù)利用；

（6）生物多樣性的人類因素；

（7）土壤和沉積物的生物多樣性；

（8）海洋生物多樣性；

（9）微生物生物多樣性。研究領(lǐng)域71全球環(huán)境變化全球環(huán)境變化特點(diǎn)多尺度、全方位、多層次正面影響負(fù)面影響全球環(huán)境變化全球環(huán)境變化特點(diǎn)多尺度、全方位、多層次正面影響負(fù)72預(yù)測(cè)①過(guò)去變化特征②記錄方式：石筍，珊瑚，湖泊沉積物，樹(shù)輪③分辨率預(yù)測(cè)①過(guò)去變化特征73代用指標(biāo)方法不同；選用何種指標(biāo)如何獲取