地球系统科学理论构建主要取决于地球科学、科学技术与可持续发展三大背景和挑战。其意义是：21世纪，地球系统科学将以全球性、统一性的整体观、系统观和多时空尺度，研究地球的整体行为。地球系统科学理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害。《地球系统科学》在第一版内容的基础上做了一些调整和补充。全书共7章，第1章主要介绍了地球系统科学提出的背景和地球系统的全球化；第2至第3章详细介绍了地球系统科学的科技十大领域发展趋势与挑战、地球系统科学七大特征与六大趋向，地球系统科学的研究思路、基本概念、基本框架、时间尺度、研究步骤和方法论；第4至第6章重点介绍了地球系统科学的理论基础、子系统、学科分支和地球系统各圈层相互作用动力学效应等内容；第7章对地球系统的数字表达——数字地球作了概要介绍。《地球系统科学》为从事地质学、地理学、对地观测、大气、海洋、国土资源等地球科学分支，以及信息科学技术、环境科学、生物科学与生命科学等领域及相关学科的硕士研究生和博士研究生教材，也可作为广大科研人员和政府管理决策人员的参考书。
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