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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GCM 38

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CO2 289

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