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第一部分 绪论3

第1章 一门新的学科：气候变化生物学3

温室星球5

生命的边界6

分布区迁移的相互作用7

变化的化学7

反馈于气候8

气候变化生物学9

第2章 气候系统和气候变化10

气候系统10

地球气候的演化13

导致气候变化的自然驱动力17

当前气候的主要特征19

系统的稳定状态21

人类驱动的变化：CO2的上升22

急剧的气候变化27

变化和全球碳循环30

模拟气候系统31

区域气候模式35

通用的GCM38

排放情景39

GCM的输出信息40

用降尺度数据进行生物评估41

扩展阅读41

第二部分 人为引起的气候变化的影响45

第3章 物种分布区迁移45

第一个变化的证据：珊瑚白化46

酸化作用——CO2带来的双重打击49

陆地上的最初改变50

分布区迁移的证据日益增多52

模式中的模式59

物种灭绝60

淡水变化63

害虫与病原体64

扩展阅读66

第4章 物候：气候变化导致的生物学事件的时令变化67

春季的到来69

淡水系统72

春季提前，秋季延后73

热带雨林物候74

海洋系统76

机制：温度和光周期77

食草类昆虫的生活史78

物种间的时令错位80

扩展阅读82

第5章 生态系统变化83

热带生态系统的变化83

云雾林85

温带生态系统的变化88

高山生态系统91

依赖于冰川和积雪的生态系统93

极地和海洋生态系统96

极地食物网：南大洋中的变化99

热带海洋系统100

深海海洋系统101

海洋化学的改变104

生态系统对气候系统的反馈105

扩展阅读107

第三部分 来自过去的教训111

第6章 过去陆地生态系统的响应111

变化范围111

地壳运动112

伴随地壳运动的气候变化史112

快速而广泛：冰期的记录116

北美和欧洲的冰道赛117

陆地之外：南温带的响应120

南北半球的理论相通121

急剧的气候变化：新仙女木期124

热带的响应126

生物记录中的米兰科维奇强迫128

来自过去变化的经验教训129

扩展阅读129

第7章 过去海洋生态系统的变化131

温度变化的影响131

海平面变化的影响135

大洋环流的变化137

海洋化学的变化139

珊瑚礁的分布140

地质深邃时期的礁石142

对热带礁石未来的意义142

扩展阅读143

第8章 过去淡水的变化144

湖泊——展现过去气候的窗口145

淡水随气候变化的形式149

淡水生物群、生境和食物链151

地质深邃时期：进化和物种累积的脚步153

近期（第三纪和更新世）的变化记录154

快速前瞻155

扩展阅读155

第9章 灭绝157

主要的五大灭绝157

灭绝事件的原因160

气候是大灭绝中的共同因素161

行星撞击和气候162

气候变化总会导致灭绝吗？163

地质深邃时期的气候与灭绝163

过去的1亿年164

过去的200万年：冰期开端的灭绝与更新世灭绝166

未发生的冰期灭绝169

灭绝的模式169

扩展阅读170

第四部分 关注未来173

第10章 来自实验的认知173

理论173

增温173

CO2浓度升高的影响174

遮阴效应与紫外线175

全球碳储存因此而产生的变化175

实验室温室实验176

野外实验182

增温方法182

模拟干旱和降水增加184

自由大气CO2法184

全植被实验的结果185

野外CO2实验的结果186

北极实验188

扩展阅读190

第11章 模拟物种和生态系统的响应191

模型类型193

全球植被动态模型（DGVM）195

物种分布模型（SDM）198

林窗模型206

模拟水生系统207

地球系统模式212

扩展阅读212

第12章 评估气候变化引起的灭绝风险213

来自过去的证据216

借助物种分布模型进行评估217

物种-面积关系218

有关物种扩散的问题219

与地区特有种相关的问题220

检验评估结果221

不再仅仅是与北极熊有关222

百万物种正面临威胁吗？223

为什么未来可能与过去不同225

扩展阅读225

第五部分 自然保育的重要性229

第13章 自然保护中的适应策略229

关于保护区及气候变化的早期概念230

保护区规划234

持续性规划237

抵抗力和恢复力238

保护区管理239

海洋保护区241

应对气候变化的保护区245

扩展阅读247

第14章 连通性与景观管理248

领地需求型物种251

移栖种253

物种分布区的改变254

连通性规划255

管理人类控制景观中的连通性257

区域间协调258

监测258

扩展阅读259

第15章 物种管理260

受胁物种260

气候变化对受胁物种的影响262

受气候变化威胁的物种263

评估受气候变化威胁的物种266

一个标志性的例子266

管理受气候变化威胁的物种268

去除其他胁迫因素268

原位管理269

辅助迁移270

物种拯救272

用于本工作的资源273

扩展阅读274

第六部分 探寻解决方案：国际政策与行动277

第16章 减缓：减少温室气体排放、汇和解决方案277

气候政策277

稳定大气温室气体的浓度278

可用于未来50年的实际措施279

能源效率281

可再生能源281

太阳能282

风能283

生物燃料284

水电、潮汐能和地热284

核能284

石油的终结285

清洁煤炭？286

取回CO2289

综合考虑290

扩展阅读290

第17章 气候变化应对措施引起的灭绝风险292

跨越50年的楔子292

过去的经验293

替代能源的土地利用需求294

太阳能294

风能296

生物燃料296

水能、潮汐能和地热能298

核能299

碳封存299

自由空气封存技术系统对土地利用的需求300

地球工程300

估计灭绝风险301

短期楔子和长期途径303

扩展阅读303

第18章 评估风险，设计解决方案304

影响、风险和适应304

评估过程304

研究域和粒度305

生物学评估306

独立的生物学评估307

适应方案的设计307

两个例子308

再来一遍309

参考文献311

索引322