2、Lovelock J.E[英] 的Gaia 学说 Lovelock从一个寻找生命迹象的外星人的角度审视这个世界，得出结论说，地球是有生命的，她本身更像一个整体自足、自我调节的系统，地球上所有生物对其环境是不断地主动地起着调节作用。地球所有生物与其环境密不可分是一个整体。换句话说，地球本身就是一个生命体。 3、在对人与环境关系的理解上，科学已经跨越了一个深刻转变的阈值。通过作为一个整体的人类社会并在作为一个单独系统的地球尺度上运行。 

二、地球系统
地球系统指的是相互作用、相互影响的物理、化学、生物与人类活动过程的**，这些过程实现了物质和能量的传输与转换，因而为行星上的生命提供了条件。

1、作为一个系统的地球 （1）1999年Vostok 42万年的冰芯纪录被评为20世纪科学研究最为主要的成就之一。 （2）该研究成果从三个方面证实了地球是一个系统，具有将其视为一个系统整体所特有的属性与行为。 （3）地球环境的系统行为源于外因以及内因的结合。但是地球系统内在的动力而不是外在的强迫，维系着地球生命的生存。 

2、地球系统的结构 地圈：物理气候系统，固体地球系统 生物圈：全球生态系统（人类生态系统）

3.地球系统的过程
（1）物理气候系统与水文循环过程 （2）固体地球系统与岩石圈循环过程 （3）生态系统与生物地球化学循环过程 （4）人类生态系统与人类活动过程

（1）物理气候系统与水分循环
①组成：大气、海洋、冰雪、陆地表面与生物圈 ②系统驱动力：太阳能形成的系统加热率与输送 ③能量变化与能量循环： 能量变化取决于大气-海洋的热力学与动力学 能量循环过程很大程度上由水的三态物质转换支配，通过水的循环来实现 

④水文循环与气候系统中的反馈过程
F水文循环意义： 实现并支配全球表面的能量循环 F气候系统中的重要反馈过程： 水汽反馈：增强大气的温室效应（正反馈） 云辐射反馈：短波辐射的反射体、热红外辐射的吸收体 ；高空反射短波辐射/低空吸收地面的长波反射。 冰雪圈反馈：热量平衡的冷却面，结冰放热/融化吸热 调节放缓全球的变冷、变暖过程。 海洋反馈：巨大的热吸收与储藏体，滞缓和调谐大气运动，调节温室效应。 

(2)固体地球系统与岩石圈循环
①构成：岩石圈，还包括与其相联系的各外部圈层，以及其下部的上地幔； ②驱动力：表面为太阳能，内部为地球内力；因为有岩石圈的隔温作用； ③岩石圈循环过程： 板块运动过程：离散、汇聚、平移 陆地风化与侵蚀、堆积作用：土壤层的形成与作用；流水作用；风的作用 

(3)海洋沉积过程：
①沉积场所：大陆架；板块复合带海沟或边缘海盆地；深海； ②沉积物类型：陆源碎屑；caco3和sio2(蛋白石)的化学沉积；有一定的有机物沉积； ③沉积过程： 大陆边缘：陆源碎屑物沉积 大洋中心地区：风尘堆积；浮游微体生物骨骼堆积；碳酸盐：浅水区，化学作用；硅酸盐：深水区，生物作用； 沉积过程中溶解氧的变化：对碳循环的影响 ④大洋沉积是岩石圈物质循环转化的重要环节 

4.生态系统与生物地球化学循环过程
（1）生态系统 ①生态系统的结构：概念；营养-能量级、生态金字塔结构；多样性（气候、植被类型）； ②生态系统的功能：养分循环、能量流动和生物之间的有机联系构成生态系统的功能基础。 F调控着地球生态系统的生物地球化学循环。 F不同生态系统有不同的植被类型和土地覆被特征（地表反射率、土壤温湿度、地表粗糙度），其功能不同。 F生态系统的生理过程和生物量（净初级生产力，NPP.）是生物作用的基础。全球碳平衡的作用。 F 全球不同生态系统对碳平衡的影响不同：净初级生产力、分布面积。 

③生态系统的功能、生理过程与全球变化的关系
FCO2浓度变化----植物生理过程的变化、生态系统结构、功能变化----改变生物地球化学循环----水、能量通量变化； F全球环境变化----植物种类的地理分布范围、系统物种组成变化----物种生境的变迁、生理学方面变化； F土地覆被----地表反射率、粗糙度改变 ----气候、水循环变化----气候条件变化； 

（2）生物地球化学循环： 是连接各圈层的重要环节，其在地球系统中的重要性最近才发现。 ①功能：生命系统调控大气和海洋的成分及地壳风化速度；调节物理气候系统和固体地球系统；影响大气、海洋化学和全球能量平衡以及地表环境特征。 ②三个关键的环节： 土壤化学过程 ：成土过程是受生物调控的地球化学过程，与风化作用相互联系、依赖。 海洋化学过程：与生物作用相联系的溶解盐类（碳酸盐及其固碳的生物泵作用，磷酸盐、硅酸盐）和有机物。 大气化学过程：很大程度上由生物圈（海洋与陆地）调控着大气化学成分，特别是co2、o3、cH4等温室气体成分。 

三、全球变化的基本特点
（1）一些关键性指标因子大的行星尺度的变化，正迅速发生。 （2）这些变化改变着反映地球系统内在动力学特征的强迫与反馈格局。 （3）地球系统正承受着源于人类活动的新行星尺度强迫的日渐多样化。 （4）全球变化不仅仅是全球气候变化。

【第一节 全 球 变 化 科 学与地 球 系 统】
Global Change Science
And
Earth System

主要内容包括：地球系统与全球变化、全球变化的主要过程与驱动力、地球系统的运行机制与特征、人类活动对全球变化的强迫、全球变化的影响及人类的响应、发展地球系统科学的方法与技术手段、可持续性的全球管理战略、全球变化的研究计划。