本书综合论述生态学和生态系统生态学的概念及其科学研究领域，生态系统碳-氮-水耦合循环的科学问题及耦合过程的物理学、化学和生物学基础，构筑陆地生态系统碳-氮-水耦合循环及环境影响科学研究的理论体系。重点讨论以植被-大气、土壤-大气和根系-土壤三个界面为核心的土壤-植物-大气系统碳、氮、水交换的生物物理学过程，典型生态系统碳-氮-水耦合循环的生物化学过程，制约生态系统碳-氮-水循环耦合关系的生态系统生态学机制，制约流域尺度生态系统碳、氮、水循环的水文生态学机制以及制约碳-氮-水循环耦联关系空间变异的生物地理生态学机制。在此基础上，还介绍生源要素的生态化学计量学理论、生态学代谢理论、生态系统结构与功能平衡理论及其应用，进而概述全球变化及其对陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的影响和生态系统适应机制，深入讨论气候变暖、降水格局变化、二氧化碳浓度升高、大气氮沉降等全球变化因素对生态系统碳-氮-水耦合循环的影响及其适应的生态学基础。

于贵瑞，1959年生，辽宁省大连市新金县人，1982年毕业于沈阳农业大学，之后在沈阳农业大学获得农学硕士和博士学位，主要从事作物生理生态、耕作制度和土壤物理学等方面的研究，历任沈阳农业大学助教、讲师和副教授。1991年开始在日本千叶大学学习和工作，主要从事土壤-植物-大气系统的水分运动、农业气象和环境水利学的研究与教学工作，获千叶大学环境学博士学位，曾任千叶大学研究生院助理教授和园艺学部副教授等职。1999年入选中国科学院“百人计划”和“引进国外杰出人才计划”，2002年获得国家自然科学基金委员会“杰出青年基金”资助。曾任中国生态学学会副理事长，AsiaFlux副主席等职。
现任中国科学院地理科学与资源研究所副所长、研究员、博士生导师，中国科学院大学岗位教授，中国科学院“特聘核心骨干”，国家科技部国家生态系统观测研究网络（CNERN）综合中心主任，中国科学院中国生态系统研究网络（CERN）综合研究中心主任，中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室主任，CERN科学委员会副主任，青藏高原研究会副理事长，中国生态学学会长期生态专业委员会主任，中国通量观测研究联盟理事长。
近年来，主要从事生态系统生态学研究，着力于发展生态系统碳氮水通量及耦合循环与全球变化方向，推动生物学与地理学的交叉融合，开展生态系统过程机制与自然地理格局规律的整合研究，在生态系统碳氮水通量协同观测技术、碳通量动态变化和区域空间格局的生态学机制、碳氮水通量时空格局的耦合关系以及碳-氮-水耦合循环过程方面取得了系统性的研究成果。主持国家科技部和中国科学院的生态系统网络建设工程项目6项，主持中国科学院知识创新工程重大项目、战略性先导科技专项、国家973计划领域前沿项目、国家自然科学基金委员会重大项目和重点国际合作项目等科学研究任务8项。主持完成的2项成果获国家科学技术进步二等奖，参与完成的1项成果获国家科学技术进步一等奖、2项成果获省部级一等奖。授权发明专利7项，登记软件著作权8项，主编著作9部，发表论文460余篇，主要成果发表于PANS、Global Ecology and Biogeography、Global Change Biology、Agricultyrd and Forest Meteorology、Environmental Science & Technology等国际期刊。

第1章 生态学与生态系统科学概念及研究领域
1.1 引言
1.2 生态学与生态系统基本概念及发展
1.2.1 生态学的概念
1.2.2 生态学起源及发展
1.2.3 生态系统概念及生态系统生态学的起源与发展
1.2.4 汉语体系中“生态”的词义及演变
1.3 生态系统概念及应用
1.3.1 生态系统概念的核心内涵
1.3.2 生态系统概念在不同学科的应用
1.3.3 国际科学计划推动生态系统科学研究的发展
1.4 生态系统科学与相关学科的交叉融合
1.4.1 生态系统科学与生命科学的融合
1.4.2 生态系统科学与地球科学的融合
1.4.3 生态系统科学与大气科学的融合
1.4.4 生态系统科学与资源环境科学的融合
1.4.5 生态系统科学与社会经济及人文科学的融合
1.4.6 生态学及生态系统科学学科体系
1.5 生态系统科学的基本问题与主要研究领域
1.5.1 生态系统科学研究的基础生态学问题与科学体系
1.5.2 生态系统科学研究的基本科学问题与主要领域
1.5.3 生态系统科学研究的学术前沿与热点领域
1.6 生态系统科学研究的途径和主要方法
1.6.1 生态学观察与观测
1.6.2 生态学实验和野外控制实验
1.6.3 生态数据整合分析及模型模拟
参考文献
第2章 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的科学问题及理论框架
2.1 引言
2.2 陆地生态系统及其碳、氮、水循环基本特性
2.2.1 陆地生态系统的起源与分布
2.2.2 陆地生态系统的生物与资源环境系统的基本关系
2.2.3 陆地生态系统及其碳、氮、水循环的基本特性
2.3 人类活动和全球变化与陆地生态系统碳、氮、水循环的关系
2.3.1 人类活动的概念及内容
2.3.2 全球变化的概念及内容
2.3.3 全球生态系统碳、氮、水平衡
2.3.4 全球变化和人类活动与陆地生态系统碳、氮、水循环的互馈关系
2.4 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究意义与基本科学问题
2.4.1 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究的理论和实践意义
2.4.2 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究的基本科学问题
2.5 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环生物与环境控制机制的逻辑框架
2.5.1 碳-氮-水耦合循环生物与环境控制机制的逻辑框架
……
第3章 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的生物化学及生物物理过程概论
第4章 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的植物调控及生理生态学机制
第5章 陆地生态系统碳-氨耦合循环的微生物调控及生理生态学机制
第6章 陆地生态系统碳-氨-水耦合循环的生态系统生态学调控机制
第7章 流域尺度生态系统碳-氮-水耦合循环的水文生态学机制
第8章 陆地生态系统碳、氮、水通量的空间变异规律及生物地理学机制
第9章 生源要素的生态化学计量学理论及其在陆地生态系统碳-氮-水耦合循环研究中的应用
第10章 生态学代谢理论及其在陆地生态系统碳、氮循环研究中的应用
第11章 生态系统结构与功能平衡理论及其应用
第12章 陆地生态系统碳-氮-水耦合循环与全球变化的互馈作用
第13章 全球变暖影响陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的过程机制及多重效应
第14章 全球降水变化影响陆地生态系统碳-氨-水耦合循环的过程机制及多重效应
第15章 全球大气CO2浓度升高影响陆地生态系统碳-氮-水耦合循环的过程机制及多重效应
第16章 大气氮沉降影响生态系统碳-氮耦合循环的过程机制及多重效应
索引