在過(guò)去的四億年里，植物占領(lǐng)了地球并繁衍生息，同時(shí)改變著地球表面。本書通過(guò)將現(xiàn)今植被發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵機(jī)制、要素與不同地質(zhì)時(shí)期的全球氣候模型聯(lián)系起來(lái)，論證了植被在地史時(shí)期陸地碳循環(huán)中發(fā)揮的作用。由此得出的氣候和植被過(guò)程模擬的結(jié)果與可觀測(cè)的地質(zhì)記錄數(shù)據(jù)（如煤與蒸發(fā)巖的分布）相一致，從而支持模擬方法的有效性。此外，本書還對(duì)未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了模擬，為全球變暖時(shí)期的地球植被和碳循環(huán)提供了寶貴的預(yù)測(cè)。
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目錄
中譯本序
譯者序
前言
致謝
第1章 引言 1
概述 1
地質(zhì)年代表 1
冰期地球 3
溫室地球 3
災(zāi)難性氣候變化：白堊紀(jì)末期的大滅絕 4
結(jié)論 4
第2章 將今論古 6
引言 6
核酮糖二磷酸羧化氧合酶(Rubisco) 7
Rubisco的特點(diǎn) 7
光呼吸作用 8
Rubisco的演化 11
氣孔 12
穩(wěn)定碳同位素 13
結(jié)論 15
第3章 氣候與陸地植被 16
引言 16
植被的氣候限制 16
五億年的全球氣候變化 19
五億年的陸地光合作用 24
對(duì)光合作用模型推算的檢驗(yàn) 31
結(jié)論 34
第4章 現(xiàn)今的氣候與陸地植被 37
引言 37
大氣環(huán)流模型(GCM)的描述 37
GCM的初始化和操作 39
古氣候的GCM模擬 39
GCM的可靠性和準(zhǔn)確性 40
植被模型的基本操作流程 40
模塊描述 41
土壤的相互作用 43
定義植被結(jié)構(gòu) 45
定義功能型 46
現(xiàn)代LAI與NPP的模型應(yīng)用 48
1988年的LAI全球模式 49
1988年的NPP全球模式 59
主要功能型現(xiàn)代分布的估測(cè) 62
結(jié)論 65
第5章 晚石炭世 67
引言 67
晚石炭世大氣對(duì)光呼吸作用的影響 68
晚石炭世大氣對(duì)葉片氣體交換的影響 71
晚石炭世光合作用與植物生長(zhǎng) 74
晚石炭世全球氣候 77
晚石炭世全球陸地生產(chǎn)力 79
模型結(jié)果與地質(zhì)記錄的比較 81
O2對(duì)全球陸地生產(chǎn)力和碳儲(chǔ)量的影響 84
陸地生態(tài)系統(tǒng)的分解速率和碳儲(chǔ)量 87
石炭紀(jì)C3和C4植物分布 88
火災(zāi)與晚石炭世陸地生態(tài)系統(tǒng) 89
結(jié)論 92
第6章 侏羅紀(jì) 93
引言 93
三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交大氣CO2濃度和氣候變化 94
對(duì)植物適應(yīng)和生存的影響 95
植物對(duì)高CO2濃度的適應(yīng) 99
晚侏羅世全球氣候 102
晚侏羅世光合作用的全球模式 104
模擬植被活動(dòng)與地質(zhì)數(shù)據(jù)的比較 107
晚侏羅世的全球陸地生產(chǎn)力 109
CO2對(duì)植被功能的影響 112
晚侏羅世植物功能型的分布 121
與侏羅紀(jì)地質(zhì)記錄的對(duì)比 124
結(jié)論 128
第7章 白堊紀(jì) 129
引言 129
中-晚白堊世全球環(huán)境 131
K/Pg界線后的撞擊環(huán)境 136
白堊紀(jì)全球植被生產(chǎn)力與結(jié)構(gòu) 140
白堊紀(jì)全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量 145
K/Pg界線時(shí)期全球野火造成的碳損失 150
K/Pg界線后生態(tài)系統(tǒng)特性的變化及地質(zhì)記錄 154
模擬白堊紀(jì)植被活動(dòng)的穩(wěn)定碳同位素限制 157
白堊紀(jì)植被多樣性 160
結(jié)論 167
第8章 始新世 169
引言 169
始新世和未來(lái)的全球氣候 173
始新世GCM模擬氣候與地質(zhì)數(shù)據(jù)的比較 179
始新世陸地植被的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)力 182
始新世植被對(duì)氣候的反饋 188
古近紀(jì)陸地化石森林生產(chǎn)力 189
始新世和未來(lái)的全球植被分布 191
始新世和未來(lái)陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量 194
結(jié)論 199
第9章 第四紀(jì) 200
引言 200
C3植物對(duì)冰期-間冰期旋回環(huán)境變化的氣體交換響應(yīng) 202
末次盛冰期(LGM)以來(lái)的全球氣候變化 205
末次盛冰期以來(lái)的全球初級(jí)生產(chǎn)力和植被結(jié)構(gòu)的變化 212
末次盛冰期以來(lái)植物功能型的分布 219
末次盛冰期以來(lái)C4植物的分布變化 228
末次盛冰期以來(lái)陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量變化 232
第四紀(jì)晚期全球陸地生物圈13C識(shí)別效應(yīng)對(duì)陸地碳儲(chǔ)量的意義 236
植被與大氣O2的氧同位素組成 241
結(jié)論 244
第10章 未來(lái)的氣候與陸地植被 246
引言 246
氣候情景 246
全球地表響應(yīng)總量 247
凈初級(jí)生產(chǎn)力 248
凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力 248
地表徑流 250
碳匯 251
主導(dǎo)功能型分布的變化 252
結(jié)論 255
第11章 結(jié)語(yǔ) 256
總論 256
碳循環(huán) 256
植物物種 259
現(xiàn)代和未來(lái)的時(shí)間尺度 260
結(jié)論 261
參考文獻(xiàn) 262
索引 294
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