本書綜合論述了生態學和生態繫統生態學的概念及其科學研究領域,生態繫統碳-氮-水耦合循環的科學問題及耦合過程的物理、化學和生物學基礎,構築了陸地生態繫統碳-氮-水耦合循環及環境影響科學研究的理論體繫。重點討論了以植被-大氣、土壤-大氣和根繫-土壤三個界面為核心的土壤-植物-大氣繫統碳-氮-水交換的生物物理過程、典型生態繫統碳-氮-水耦合循環的生物化學過程、制約生態繫統碳、氮、水循環耦合關繫的生態繫統生態學機制、制約流域尺度生態繫統碳、氮、水循環的水文生態學機制、以及制約碳、氮、水循環耦聯關繫空間變異的生物地理生態學機制。在此基礎上,還介紹生源要素的生態化學計量學理論、生態學代謝理論、生態繫統結構與功能平衡理論及其應用,進而概述全球變化及其對陸地生態繫統碳-氮-水耦合循環的影響和生態繫統適應機制,深入討論氣候變暖、降水格局變化、二氧化碳濃度升高、大氣氮沉降等全球變化因素對生態繫統碳-氮-水耦合等