• 摘要
• 简介
• 生态系统的反应
• 陆地碳循环
• 与全球变化共存
• 总结评论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

全球变化是土地利用、大气成分、生物多样性和气候变化的个体和相互作用的净效应。综合了IGBP(国际地圈-生物圈方案)的全球变化和陆地生态系统项目过去六年的活动，将全球变化的影响作为生态系统的响应和应对全球变化。生态系统响应是根据功能和植被组成/结构的变化来考虑的。高浓度CO的现场试验₂对地上生物量的影响平均表现为对生物量的积极影响，范围在-20%至+80%之间。一些早期预测CO₂影响(C_3.与C₄植物、N-固定物、凋落物中的C:N)普遍不受支持，有必要考虑CO变化的交互效应₂温度和氮。包含瞬时变化的动态全球植被模型表明，生物群落不会作为完整的实体发生变化。植被，特别是高纬度地区的植被，很可能在下个世纪发生重大变化，而干扰体系的变化将是最重要的。根据土地利用、植被结构和生态系统生理学的预测变化，陆地生物圈在下个世纪很可能成为碳的来源而不是汇。

由于土地利用的变化，21世纪的陆地生物圈可能会进一步减少物种丰富度，并进行大规模重组。更多的自然生态系统将处于早期演替状态或向生产系统转化。生物圈通常杂草更多，结构更简单，生态复杂的原始生长状态的区域更少。

温带作物的产量可能会因为CO而略有增加₂增产(平均田间条件下小麦增产5-7%)，但某些地区热带作物产量可能下降。土地利用变化对牧场和牧场的影响最大;由于需要每年增加2%的农作物产量来满足不断增长的人口，将会有更多的农田侵入牧场。

提交日期:1997年10月24日。录用日期:1997年11月19日。

关键词:农业;生物群落;二氧化碳;气候;动力学;生态系统功能;全球变化;影响;土地利用;陆地生物圈; vegetation changes.

评估世界自然和经管理的陆地生态系统的未来的出发点是认识到全球变化远远超过气候变化。beplay竞技它是土地利用、大气组成、生物多样性、而且beplay竞技气候变化。关于这四大推动全球变化的因素，我们注意到:

•大气成分正在变化。CO的增加₂和其他温室气体是毋庸置疑的，而且，至少在未来几十年里，除了氯氟烃外，它们将继续上升。

•土地使用正在发生变化。这涉及到从一种土地覆盖类型向另一种土地覆盖类型的转变，以及管理方法的改变(例如施肥、从翻耕到零耕等)。它还包括地表水可用性和河流流量的变化。

•世界大多数地区的生物多样性正在下降。

•气候可能正在发生变化。政府间气候变化专门委员会(IPCC) 1995年的评估(IPCbeplay竞技C WGI 1995)得出的结论是，人类引起的世界气候变化是可以检测到的。

在这四个驱动因素的背后，是人口无可争议的巨大变化(图1)，包括自然资源的数量、移动、人均消耗和获取资源的技术能力的增加。

这些统计数字众所周知，但必须认识到它们的重要性并强调以下几点。虽然联合国最近的估计表明，到下个世纪中叶以后，人口增长率将略有下降，但在此之前，人口将继续以目前的速度增长。所有的评估都认为，到2050年，人口增长将不会放缓。联合国估计2050年的人口中位数(最有可能的)是94亿，比上世纪90年代增加了约80 × 10⁶人们每年。当人们认识到，自1900年以来，人口增长了三倍，与此同时，世界经济增长了20倍，化石燃料消费增长了30倍，工业生产增长了50倍时，人口变化的影响就更加清晰了。未来50年，世界人口将再增长两倍，世界经济将增长5到10倍。

由于人口不可阻挡的增长，作物产量必须每年持续增长2%;在下个世纪中叶之前，他们将不得不增长250%。经济发展和同时的技术进步结合起来将导致人均自然资源消耗的增加。这些发展的生态后果将不可避免地包括进一步强化土地使用做法和进一步将自然植被转变为耕地，主要是在目前不适合种植的地区。

回到我们的出发点，大气成分和气候的变化将影响土地利用。这些土地利用的变化将直接反馈到大气成分和气候;所有这些变化(统称为全球变化)的净影响将是其个人和相互作用的综合影响。

本文基于国际地圈生物圈计划(IGBP)全球变化和陆地生态系统(GCTE)项目前六年的综合研究。该综合研究是由包括GCTE科学指导委员会(SSC)在内的30名>科学家进行的，其基础是一个大型研究机构(GCTE研究计划)，涉及世界上44个国家的>1000名科学家和技术人员。综合(Walker等人，在新闻)，预计将于1998年初出版。该论文的格式遵循1997年8月在美国生态学会年会上的综合报告执行摘要的第一作者所作的介绍。我们在这里将综合的主要发现分为三个部分:生态系统响应、陆地碳循环和与全球变化共存。

生态系统响应最方便的考虑是两个标题:生态系统功能和植被变化。第一个涉及陆地生态系统与全球变化的相互作用，给定生态系统的任何特定状态。第二部分涉及全球变化造成的生态系统状态(即植被的结构和组成)的变化。

许多关于生态系统生理学的初步工作都集中在CO升高对生态系统层面的影响上₂以及它与其他因素的相互作用。新出现的认识可概括如下:

•大多数整个生态系统暴露于双CO₂浓度的峰值季节净碳吸收量高于在环境中生长的植物₂浓度。对于草地来说，在所有的实验中，地上生产力平均提高了16%，尽管个别草地群落的反应差异很大，有些是消极的(见图2)．群落反应的变化反映了其组成物种的变化、物种间的相互作用效应以及CO的高度相互作用性质₂与其他环境因素(如水、养分有效性和温度)反应。

图2所示。升高CO对草本植物地上生物量的刺激₂，加氮和不加氮。所示的平均值为所有点，无论是否添加氮。

•苔原和高寒草原等寒冷生态系统对CO升高的反应最小₂在某些情况下，生长没有反应，并在几年后完全适应高峰季节气体交换。幼树的快速生长并不能说明整个森林是否会吸收更多的碳。

•两个关于CO升高反应能力的早期预测₂(1)选C₄物种的反应会小于C_3.物种;(2)具有固氮共生体的物种将表现出更大的生物量响应。总的来说，这两种预测都没有在生态系统研究中得到一致的证实。

•同样与早期预测相反的是，在CO升高的环境下生长的植物产生的垃圾₂不一定分解得更慢。CO升高条件下植物凋落物中C:N的比例₂一般不高于生长在环境CO环境中的植物₂尽管物种之间有很大的差异。

•高有限公司₂通常增加根系的光合产物分配，从而增加地下碳汇的容量和/或活性。模型表明，地下汇容量的增加可能导致长期土壤碳固存的增加，尽管仍然缺乏强有力的经验证据。

•暴露于高浓度CO的草本植物₂气孔导度降低，这通常导致土壤水分流失减少。这种水可用性的增加是缺水草地系统净碳吸收增加的主要驱动因素。

•暴露在高浓度CO环境中的树苗气孔导度也有所降低₂，但根据目前的实验数据集，这似乎不是成熟树木(森林)的情况。大树对水分传导率的控制明显不依赖于气孔传导率。

•温度的间接影响将比直接影响更显著。由于热适应，气温升高对植物生长的直接影响可能比通常预期的要小。然而，可能会有发育加速和凋落物分解的刺激。间接温度效应主要与高纬度地区的多年冻土带变暖有关，这可能导致热岩溶扩张、物种组成的实质性变化(向木本灌木而非苔藓生长)和养分有效性的增加。

•在一些森林中，氮沉积与净初级生产力(NPP)的增加有关。然而，从长期来看，持续的氮负荷将导致物种组成的变化，这可能与生态系统层面的碳封存增加有关，也可能与此无关。在许多情况下，持续的氮负荷以及其他相关污染物可能导致土壤酸化，从而导致NPP下降。

•模型结果表明，CO升高的综合效应₂土壤温度升高，氮沉降增加了氮矿化和NPP，而土壤温度升高则降低了碳储量。

•对流层臭氧对生态系统NPP有负影响，但对CO有升高作用₂对于那些在CO升高时气孔导度降低的物种来说，是否有可能改善植物臭氧损伤₂．UV-B辐射增加也有可能降低NPP。

•一般来说，只要人类活动对水和营养循环以及干扰机制有直接、显著的影响，这种影响将压倒任何直接的CO₂对生态系统功能的影响。

到目前为止，GCTE和相关项目的工作表明，从单个植物的实验推断整个生态系统对全球变化的响应必须非常谨慎(例如，Körner 1995)。同时,公司₂不会独立增加，没有其他变化。特别是，温度和大气中的氮含量也会发生变化，而我们需要理解的是这三种变化的相互作用。一次建模实验(图3)来调查这些交互效应，说明了它们的重要性，也说明了模型差异的重要性。随着研究的进行，其他环境因素的变化将变得明显，需要纳入综合分析。

图3所示。模拟双CO的冲击₂，增加的空气温度(+2^oC)、大气氮沉降(+0.25 gx米^－2x年^－1)使用CENTURY和G’day模型对三个地点进行了分析:瑞典潮湿的挪威云杉林(Flakiliden)、澳大利亚干燥的松林(BFG)和加利福尼亚的一年生草地(Jasper)。(G'DAY模型没有在Jasper的数据上运行)。

第一代区域和全球尺度植被变化模型建立在植被与其非生物环境处于平衡状态的假设基础上。这些“平衡”模型很快在广泛的影响研究中得到了应用，但这种使用经常导致非生态学家对基于现有生物群落重新排列的植被变化产生误导性的概念，导致生物群落从一个平衡分布急剧过渡到另一个平衡分布。

现实情况则完全不同。对植被组成和结构的影响，从斑块到全球，正在发生，是持续的，很可能会加速，而且没有可识别或可预测的终点。从这些变化的植被组成和结构的非平衡、短暂动态中产生的理解包括以下几个重要特征:

•生物群落不会作为完整的实体移动。物种在竞争能力(如生长速度)、迁移速度、从干扰中恢复(对干扰的反应)以及其他方面的反应不同。因此，新的物种组合将会出现。

•旧石器研究和模型模拟表明，许多植物物种能够以足够快的速度迁移，以跟上预期的气候变化，但前提是它们能够在持续的、相对不受干扰的自然生态系统中迁移。这强调了自然生态系统碎片化作为一种全球变化现象的重要后果(Pitelka et al. 1997)。

•外来物种入侵自然生态系统是一个日益严重的问题。土地利用/覆盖变化的趋势、贸易的日益全球化和干扰的增加很可能加剧这一问题。

•干扰(例如，火灾，由昆虫袭击引起的枯梢病)似乎在一些地区(例如，针叶林)增加，导致更多的生态系统处于早期演代状态(Kurz等，1995;看到图4)，而在其他区域(例如北欧)，管理的变化往往会减少早期继承国家的森林面积。

•由于土壤、土地利用和地形变化的局部影响，气候变化对物种组成的影beplay竞技响在单个景观中会发生显著不同。

图4所示。1920 -1988年期间，加拿大北方针叶林平均每年受到森林火灾、昆虫引起的林分死亡率和砍伐的干扰(来自Kurz et al. 1995)。

当人们把所有这些因素放在一起时，关于21世纪植被动态的一些概括开始出现:

•由于土地利用的变化，21世纪陆地生物圈的物种丰富度可能进一步下降，物种组成可能大幅“重组”，对生态系统功能造成的后果尚不清楚。

•随着更多长寿生物(树木)远离它们的最佳环境保护层，并受到来自土地利用变化的越来越大的压力，干扰和枯梢病可能会增加。

•考虑到干扰的预计增加，更多的自然生态系统将处于早期演替状态，或将转变为人类主导的陆地生产系统。这些趋势将导致一个总体上“杂草更多”，结构更简单的生物圈，更少的系统处于生态更复杂的原始生长状态。

陆地生态系统吸收大量CO的潜力₂，从而减缓CO的积聚₂以及减缓气候变化的速度，是CO辩论中的一个关键问题beplay竞技₂排放控制。目前对全球碳循环的理解，基于已知CO源和汇的预算₂20世纪80年代，见表1．

表1。CO年平均预算₂1980-1989年的扰动(来自Schimel 1995)。碳通量和储层变化表示为10¹²公斤/年(= Gt /年)。数字来自IPCC(1994年)，此外还有Schimel对陆地汇项的估计。

^＊误差由求积累积而成。

这一分析表明，陆地生物圈在CO的排放和吸收方面基本处于平衡状态₂这一结论得到了最近对大气O的测量结果的支持₂浓度(例如，Heimann 1997)。估计1.6 x 10¹²热带地区每年通过土地利用变化释放的碳约为16亿公吨，而约为2.1 x 10¹²陆地生态系统通过森林再生、CO₂施肥和氮沉积。某些陆地碳库的规模增加已在一些地点得到证实，但尚未在全球范围内或在整个植被扰动周期内得到证实。这种增长很可能是在广泛的生态系统中稀疏分布的，因此很难检测到。关键的问题是陆地生物圈目前是否有能力吸收二氧化碳₂可以在未来保持或增加。

预测未来的情况是困难的，因为条款表1不能可靠地预测未来。1980年代的扰动预算已经有很大的不确定性，对未来的具体预测将有更大的不确定性。但是，可以评估预算方面可能出现的趋势，看它们的相对重要性是否会增加或减少，以便能够预测总体趋势。

正如在简介，由于人类人口每十年增加约10亿，至少在未来30年里，粮食产量每年需要持续增长2%。根据IMAGE模型(Alcamo 1994)和其他分析的预测，这将导致自然生态系统进一步向农业转化，特别是在非洲和亚洲图5)，以及在目前的耕地上加强生产。这两个过程几乎总是会加速向大气中释放碳，因此碳排放的总体速率至少将保持在当前水平，或者更有可能增加。此外，随着越来越多的土地转为农业，自然生态系统中可作为碳汇的面积就会减少，从而降低陆地生物圈的潜在碳汇强度。

图5所示。IMAGE 2.1模型对1990 - 2090年全球土地覆盖变化的预测彩色区域描述了从一种封面类型到所示封面类型的预测变化区域。(从r . Leemans个人沟通)．

生态系统组成和结构的变化是由管理做法(包括缺乏管理做法)和气候和大气组成的变化共同推动的。例如，目前在许多森林地区观察到的生物量增加在很大程度上反映了由于过去森林管理的变化而发生的连续变化。未来全球变化的影响将叠加在这些目前的趋势上。特别是，由于全球变化的影响日益重要，目前生物量增加的趋势在某些领域可能会逆转。在全球变化下，现有的植被组合，而不是像完整的生物群落那样发生变化，可能会通过某些组成部分死亡率的增加而发生变化，然后是新的组合的建立和生长。现有植被将碳释放到大气中，其死亡是一个快速的过程，而从大气中吸收碳的新植被组合的生长则较慢。因此，无论新的理论平衡生物群落分布(假设未来气候稳定)最终储存的碳比目前的分布多还是少，生态系统结构和组成变化的过程可能会导致在几十年到几百年的时间尺度上向大气中排放的碳增加。

可能影响陆地生态系统长期碳平衡的具体生理因素包括:

土壤排放。据预测，土壤有机质的氧化作用将随着温度的升高而增加。来自高纬度地区的观测表明，阿拉斯加和西伯利亚的一些苔原生态系统已经从碳汇变成了碳源，或者大致处于平衡状态，这主要是由于土壤碳分解的增加。在过去30年里，高纬度地区的大陆地区一直受到温度上升的影响。然而，在了解土壤排放作为一种新兴的CO来源的潜在意义之前，还需要做更多的工作，例如在几个生物群落之间进行一组协调的变暖实验₂可以确认。

有限公司₂受精/ N沉积。合成了最新的生态系统级CO₂研究表明，CO₂对生态系统功能的影响，虽然仍然具有潜在的意义，但并不像之前认为的那么大。土地利用变化(退耕还林)、N沉降和CO的交互效应₂施肥导致了许多温带森林的强劲生长，有证据表明N沉降起了主要作用(例如，Auclair和Bedford 1995)。然而，氮沉降效应有一个明确的最大值，而且似乎在一些欧洲森林中它正在被超过(Schulze 1989)。

营养限制。在多个时间尺度上，碳循环与其他营养物质(特别是氮、磷和硫)的循环密切且必然相关(Rastetter et al. 1997)。养分供应不足限制了许多系统生态系统层面的碳吸收和储存，从而减弱了大气CO增加的影响₂和气候变化。在一些生物群落中，温度升高会导致N矿化增加，而这本身就会导致CO的增加₂至少在短期内是这样。

生理上的“饱和”。生态系统生理对大气中碳的净吸收是CO的吸收和吸收之间的平衡₂通过光合作用和CO的释放₂通过呼吸和分解。这些过程以不同的速度发生。碳同化对大气CO的增加几乎立即产生积极的反应₂而分解过程仅通过温度、湿度和凋落物质量的变化间接反应，所有这些都包括长时间的延迟成分。此外，在这些过程中还存在非线性。虽然碳同化随着大气CO的增加而增加₂在美国，这一过程是以递减的速度进行的。另一方面，呼吸作用是温度的指数增长函数。因此，随着全球变化的推进，CO的增长率₂陆地生态系统的同化将减缓，而呼吸和分解的速度将加快。在短期内，这将对增长产生积极影响，从而对CO产生积极影响₂但在更长的时间框架内(几个世纪)，净效应将是陆地生物圈吸收CO能力的下降₂．

陆地碳预算的术语不是独立运行的，也不是在同一时间尺度上运行的，这些特征使得人们很难从短期时间尺度上的一个预算术语的动态知识推断出碳储量的长期趋势。网络生物群落生产力的概念，NBP (Schulze和Heimann，在新闻)，是一个有用的工具，可在多个时间尺度内整合若干过程的影响(图6)．

图6所示。陆地生态系统碳的吸收和储存。



GPP，初级生产总量;净初级生产;NEP，净生态系统生产;NBP，净生物群落产量。

此外，预算中的条款并不是在世界所有区域都具有同样的效力。在一些区域，如撒哈拉以南非洲和亚洲大部分地区，土地利用变化部分可能占主导地位，这些区域将成为碳的净来源。对于其他地区，如北美和欧洲的部分地区，碳封存过程可能占主导地位，这些地区可能在十年或一个世纪的时间框架内保持或成为重要的碳汇。

考虑到很难估计未来(甚至现在)固碳过程的规模(例如N沉积、CO₂施肥)与释放碳(土壤有机质氧化、生态系统结构变化)相比，未来100年全球范围内的陆地碳循环有许多可能的情况。然而，毫无疑问的是，至少在未来几十年里，更多的自然生态系统将转变为农业，同时排放碳，减少可吸收大量碳的土地数量。因此，GCTE综合的总体结论是，在全球范围内，很难维持目前从大气中吸收碳的速度。更有可能的是，陆地生物圈作为一个整体(即包括为生产食物和纤维而改造或改造的土地)将成为一个净来源。这一预测对制定稳定大气中温室气体浓度的战略具有重大意义。

需要满足每年2%或更高的粮食需求增长，将给管理生产系统带来巨大压力。气候变化可能会进一步给这些系统带来压力。极端天气事件，如世界主要粮食产区的一个连续干旱，或两个或两个以上地区同时干旱，将造成严重的粮食短缺。(美国中部持续的干旱。20世纪30年代的粮食地区造成了巨大的环境和经济损失)。

对粮食供应问题的一个回应是技术:发展改进的种植制度和/或作物品种。毫无疑问，改进的品种，如含有内置杀虫剂的转基因作物和高用水效率的短季作物，将抵消部分增加的需求。然而，生物技术还没有成功地提高我们应对诸如干旱和盐碱化等复杂的系统级问题的能力。几乎可以肯定的是，全球产量每年将持续增长2%，但这将对土地使用和总体生态系统产生相当大的影响。beplay竞技气候变化使得生产额外食物和纤维的任务更加不确定。

资源的可得性将继续限制许多区域的农业发展。例如，由于农业、工业和城市对水的需求与为保护和清除废物和净化目的而维持河流流量的需要更直接地竞争，已经是一个主要问题的水的可得性很可能变得越来越有限。

在全球变化对陆地生产系统的影响以及对区域和全球粮食供应的影响方面，过去六年的工作突出了下列主要问题:

•作物生产。世界不同地区的作物生产将受到截然不同的影响(最近的其他评估已经强调了这一点)。最近的估计表明，中高纬度地区的产量增加，但低纬度地区的产量减少，而低纬度地区的粮食需求最大。

在理想的田间条件下，如果当前CO增加一倍，小麦产量不太可能增加10%以上₂浓度;对于平均管理条件，5-7%的增长更为现实(Pinter et al. 1996)。主要的小麦模型正在迅速完善，但在使用任何单一模型进行空间外推时仍需谨慎表2)．

表2。来自GCTE小麦网络的8个模型对小麦产量(1毫克= 1公吨)的最大和最小估计。模型使用常见的天气数据集和叶面积指数(LAI)发展的同一时间过程来模拟假设的小麦作物的生长。(来自Goudriaan et al. 1994)。

温度> 32^o由于小穗不育，减少水稻产量。这种关系不受CO升高的影响₂．主要的水稻模型在很大的潜在产量范围内一致，并建议每1株水稻减产约5%^o气温上升了3摄氏度^oC(见图7)．

图7所示。通过五个生长模型模拟了温度变化引起的水稻产量的相对变化。米切尔(1996)。

虫害、疾病和杂草目前造成农作物产量的三分之一到一半的损失。beplay竞技气候变化可能导致热带和亚热带物种向温带地区扩散，并增加目前受高纬度地区热积累限制的物种的活动。

•草地和牧场。在发展中国家，主要由于人口压力，作物/牧场边界将侵占牧场。牧场牲畜生产的变化主要是由于种植和蒸散和降水的变化而导致的土地面积的减少。目前CO的一倍₂根据温度、水和营养限制，不同牧场和牧场的产量将提高0%到20%。对一个亚热带牧草的敏感性分析表明，CO使牧草生长增加了5%₂通过减少年间NPP的变异性，可使牛的长期平均活重增加3%。

•森林管理。CO升高的短期研究₂在管理森林中，在肥沃条件下生长的幼树显示了植物生物量生产的增加。然而，由于生态系统净呼吸增加的影响，这种增加将在较长期内减少。二氧化碳的相互作用可以在很大程度上补偿这种减少₂大气氮沉降;最终的效果是不确定的。

•的土壤。在未来几十年里，控制土壤有机质(SOM)水平和侵蚀的主要手段将继续是土地管理，但由于气候变率的近期变化而造成的植被覆盖变化将是重大的，特别是在半干旱地区。平均温度的长期上升将加速SOM的氧化，特别是在它允许新的土地被种植的地方。土壤侵蚀随平均降水量线性增加，但随风速非线性增加，风蚀快速显著增加的阈值约为5.5米/秒图8)．

图8所示。利用EPIC模型估算的美国玉米带土壤侵蚀对气候变化的敏感性。beplay竞技每个点代表100个随机选择的地点的100年平均值。

最近对世界主要生物群落未来生物多样性趋势(Sala和Chapin，在准备中)认为，未来几十年生物多样性丧失的主要原因是土地利用的变化，主要是栖息地的丧失和景观的破碎化。第二个最重要的因素是外来物种的入侵。尽管这里的趋势不太确定，但总的结论是，外来物种将是一个日益严重的问题，因为:(1)经济的全球化，以及随之而来的人员和物质的流动;(2)受干扰生态系统对入侵的敏感性。大气成分和气候的变化被视为较长期的因素，随着时间的推移其相对重要性逐渐增加。然而，氮沉降的变化在较短时间内对物种多样性有重要影响，特别是在植物中，特别是在发达国家。

全球变化正在发生，在可预见的未来将继续，并可能在许多方面加剧。这是一个正在出现的现实，它将日益影响到政治进程、区域战略规划和资源管理人员的日常生活。学会与全球变化共存，避免最严重的危险，并在机会出现时利用它们，需要有创造性和创新的战略。这些必须建立在对陆地生态系统与全球变化相互作用的健全和科学理解的基础上。

社会如何能够或者应该利用当前的科学理解来应对全球变化?这一困难的一个例子是目前关于限制温室气体排放的“现在采取行动vs.以后采取行动(或不采取行动)”建议的辩论。一些全球进程的滞后时间长达数十年甚至数百年。因此，现在不采取行动的后果可能要到下个世纪中叶才能感受到，但当这些后果真的发生时，它们可能是严重的，非常难以应对。这种滞后效应的一个例子是陆地生物圈吸收碳作为大气CO的能力的减弱₂浓度和温度升高。现在不采取行动可能导致不可避免的大量额外CO₂从现在开始大约一个世纪后，通过土壤有机物的分解(储存在地下的碳大约是陆地生态系统中储存在地上的碳的两倍)释放。

最重要的是，我们可能永远无法高度确定地准确预测陆地生态系统将如何与加速的环境变化相互作用。因此，认为生态系统可以像简单得多的人类设计的工业系统一样被“管理”的类比是具有误导性和危险性的。就陆地生态系统与全球变化的相互作用而言，我们必须预料到意料之外的(和不可预测的)情况，并保留尽可能多的应对选择。在农业生态系统中，恢复力和生产力之间存在着不可避免的权衡:生产力最高的系统往往是最简单的系统，但它们对干扰和扰动的恢复力最低。需要高效率的生产系统来养活不断增长的人口;复杂的、有弹性的系统需要能够应对未来的冲击和干扰，并继续提供我们需要的生态系统“商品和服务”。

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这是国际地圈生物圈计划(IGBP)的全球变化和陆地生态系统(GCTE)项目过去六年工作的详细综合概述。这份完整的综合报告由三十多位GCTE科学家撰写，将于1998年初由剑桥大学出版社出版。本文作者根据1997年12月斯德哥尔摩IGBP秘书处分发的综合执行摘要编写了概述。

我们感谢德国国家生态分析和合成秘书处和位于加利福尼亚州圣巴巴拉的国家生态分析和合成中心在1996年为两个生态分析和合成讲习班提供了慷慨的财政支持。

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