本书从地质学、古生物学、古气候学等多个领域探索了大气中CO2与植被互为消长的规律及聚煤期与贫煤期的周期性；从光合作用机理、基因工程学的角度出发，研究了在未来大气CO2浓度快速增加的情况下，生物增长的速度、规模以及与人类相关的生态发展趋势：生物能源成本将低于化石能源并全面替代化石能源；农业将回归第一大产业；水利与沙漠改造工程、能源种植园将替代房地产与交通运输业，成为最大的基础产业；目前正在高歌猛进的许多新兴产业将再次面临淘汰；光合作用效率、湿度、降雨、可耕种面积将快速增加，沙漠面积将快速退化；粮食产量将逐年屡创新高。
      
      目 录
      
      第一章  CO2、碳基生命与气候循环
      
      第一节  CO2浓度与植物的发展
      一、原核生物的光合作用与氧气的产生
      二、海洋生物发展阶段的地球环境
      三、陆生植物繁衍阶段的CO2浓度
      四、CO2浓度的波动降低与聚煤作用的逐渐减弱

      第二节  地球植物与气候的关系
      一、气候与碳循环模型的建立
      二、温室效应与地球生态
      三、太阳活动对地球生态环境的影响
      四、光合作用在储能和平抑太阳能方面的作用

      第三节  从太原石炭-二叠纪地质剖面看地球的气候周期
     一、石炭纪陆地生物大爆发
      二、石炭纪森林崩溃
      三、二叠纪冰期
      四、二叠纪生物大灭绝
      五、二叠纪末期与三叠纪早期的赤地千里

      第四节  从地球历史的角度看今天的气候变化
      一、人类时代在地球气候循环过程中的阶段分析
      二、第四纪黄土的形成与后冰期时代
      三、地球气候正进入温暖期
      四、变暖、变湿、CO2上升——一个新的环境正在形成

      第二章  只要太阳依然存在，地球能源永不枯竭

      第一节  太阳与地球的太阳能
      一、太阳质量与核反应能量
      二、太阳的年龄与寿命
      三、进入地球的太阳能量与分布
      四、进入地球的太阳能的储存与保留状况

      第二节  化石能源是地球历史上太阳能的储备
      一、所有的化石能源均来源于光合作用
      二、生物发展过程伴随化石能源的形成过程
      三、不同的生物环境形成了不同的化石能源品种
      四、生物掩埋过程与化石能源的形成

      第三节  可再生能源是太阳和太阳能作用的结果
      一、关于地球能源的分类与评价
      二、风能与大气环流
      三、水能与水循环
      四、浅层地热能
      五、潮汐能
      六、光伏能与生物质能

      第四节  光合作用是收集、储存太阳能的最佳途径

      一、生物能源发电与太阳能发电的比较
      二、生物能源发电与风能发电的比较
      三、生物能源与水能的比较
      四、生物质生产与化石能源再开采的经济比较

      第三章  岩石圈、生物圈和大气圈的碳平衡
      第一节  岩石圈、生物圈、大气圈的碳总量及循环模式
      一、岩石圈、生物圈与大气圈的碳总量
      二、岩石圈与大气圈的碳循环模式
      三、生物圈与大气圈的碳循环模式
      四、碳循环与新一轮生态发展的开始

      第二节  在地球碳循环过程中找到一个新的平衡点
      一、地质历史上新生代及当代碳循环模型的建立
      二、无碳排放政策干预条件下的情景分析
      三、满足《联合国气候变化框架公约》下的情景分析
      四、本模型下新的平衡点

      第三节  地球大气的碳平衡
      一、化石能源的燃烧——CO2的正调节机制
      二、生物质与农业能源——CO2的负调节机制
      三、碳平衡的调节与生态环境的优化

      第四章  生物技术的突破与生物能源主导未来
      第一节  基因工程技术发展与光合作用效率的提高
      一、通过改变C3与C4植物的基因提高光合作用效率
      二、通过延缓叶片衰老提高光合作用效率
      三、通过提高氮素利用率进而提高光合作用效率
      四、通过修饰植株株型提高光合作用效率
      五、通过提高水分利用率提高光合作用效率

      第二节  生物能源原料的改良与发展
      一、对淀粉和糖类作物的改良
      二、对纤维素类植物的改良
      三、对油脂类能源植物的改良
      四、对藻类能源植物的改良

      第三节  当生物质主导人类能源需求时
      一、生物能源替代化石能源的必然性
      二、光合速率与最佳CO2浓度
      三、满足人类能量消耗的生物质再生能力评估
      四、绿色地球与人类生存环境的根本改善

      第五章  化石能源与生物能源的互补性
      第一节  化石能源是生物能源发展的必要支持
      一、化石能源改变了人类的生存方式
      二、化石能源释放了深埋地下的碳元素
      三、生物能源成为主导能源尚需一个发展过程
      四、化石能源为生物能源应用提供了基础设施与保障

      第二节  化石能源与过渡期的能源保障
      一、各种化石能源的探明储量与生产情况
      二、煤炭是可持续发挥作用的化石能源

      第三节  化石能源与清洁技术的推广
      一、化石能源规模化应用尚有空间与时间
      二、化石能源应用的最大阻碍是污染问题
      三、化石能源清洁应用技术的发展
      四、提前布局生物能源农业，全面推动生物质碳汇工程

      第四节  煤炭的未来——精准应用与焦化干馏
      一、煤炭将进入辅助能源和原料时代
      二、煤的研究不断深入，焦化干馏已扩展到除褐煤外的所有煤种
      三、焦化干馏产品的多样化
      四、焦化干馏产业链发展的新趋势
      五、生物质燃料油焦化厂的设想

      第六章  蓄势待发的生物能源产业
      第一节  碳环境驱动下的能源农业
      一、农业与生物能源的概念
      二、生物质的基本成分与结构
      三、决定生物能源未来的关键——CO2、阳光和降水
      四、贫碳环境下的农业与可耕种土地
      五、富碳环境下的能源农业
      六、能源农业的产品分类

      第二节  再生速度大于开采速度——瑞典的林业生物能源
      一、坚定的政策支持推动瑞典生物能源产业快速发展
      二、森林资源在利用中才能得到保护和增长
      三、生物质颗粒燃料产业大放异彩

      第三节  生物燃料大于化石燃料——巴西生物液体燃料的发展
      一、巴西生物乙醇燃料的推广
      二、政府对生物柴油产业的支持
      三、生产生物燃料的原料与成本
      四、巴西生物质能源的展望

      第四节  可再生的“天然气”——持续快速发展的德国沼气工业
      一、德国沼气产业快速发展
      二、沼气提纯替代天然气技术先进
      三、德国沼气工程的特色
      四、专用能源作物产沼气的潜力

      第五节  混合发电——美国生物质发电的研究与推广
      一、生物质发电的规模与应用
      二、生物质与煤混合燃烧的应用推广
      三、美国生物质发电技术和主要发电厂

      第六节  生物能源种植园
      一、以色列沙漠种植园
      二、日本生物原料工业园的建设成果
      三、石油植物园

      第七章  即将来临的生物能源产业革命
      第一节  能源与产业革命
      一、产业革命的定义与特征
      二、能源转型是产业革命的原动力
      三、生物能源产业革命的临界点
      四、碳汇与生物能——全面推动第三次能源产业革命

      第二节  水利与灌溉工程将成为最大的基础产业
      一、重新定义水利与灌溉工程
      二、生物技术将相同耗水量下的生物质产量成倍提高
      三、节水灌溉技术对水资源应用效率与经济性的影响
      四、水利与灌溉工程将成为最大的基础产业

      第三节  农业革命与社会财富的再分配
      一、基因工程推动下的生物能源
      二、现有草原、森林的升级换代
      三、向沙漠进军
      四、农业重新回归第一大经济产业

      第四节  生物能源支持下的新型工业体系
      一、能源体系的变革
      二、化工与原材料
      三、生物质建筑材料与应用
      四、新型工业体系的建立

      第八章  生物能源产业革命推动下的新生态
      第一节  化石能源及其工业体系的衰败
      一、化石能源工业体系的困境
      二、能源巨头的最后风光
      三、耗尽资源的中心城市
      四、一个新的能源保障系统正在形成

      第二节  生物能源的崛起与第三次产业革命的水到渠成
      一、即将爆发的第三次产业革命
      二、软着陆还是硬着陆
      三、巨大的农业人口与就地产业化
      四、中国将全面推动并引领第三次能源产业革命

      第三节  可持续发展的地球美好家园
      一、共识
      二、困境
      三、碳交易助推生物能源
      四、中国承诺
      五、地球美好家园