本書從地質學、古生物學、古氣候學等多個領域探索了大氣中CO2與植被互為消長的規律及聚煤期與貧煤期的周期性；從光合作用機理、基因工程學的角度出發，研究了在未來大氣CO2濃度快速增加的情況下，生物增長的速度、規模以及與人類相關的生態發展趨勢：生物能源成本將低于化石能源并全面替代化石能源；農業將回歸第一大產業；水利與沙漠改造工程、能源種植園將替代房地產與交通運輸業，成為最大的基礎產業；目前正在高歌猛進的許多新興產業將再次面臨淘汰；光合作用效率、濕度、降雨、可耕種面積將快速增加，沙漠面積將快速退化；糧食產量將逐年屢創新高。
      
      目 錄
      
      第一章  CO2、碳基生命與氣候循環
      
      第一節  CO2濃度與植物的發展
      一、原核生物的光合作用與氧氣的產生
      二、海洋生物發展階段的地球環境
      三、陸生植物繁衍階段的CO2濃度
      四、CO2濃度的波動降低與聚煤作用的逐漸減弱

      第二節  地球植物與氣候的關系
      一、氣候與碳循環模型的建立
      二、溫室效應與地球生態
      三、太陽活動對地球生態環境的影響
      四、光合作用在儲能和平抑太陽能方面的作用

      第三節  從太原石炭-二疊紀地質剖面看地球的氣候周期
     一、石炭紀陸地生物大爆發
      二、石炭紀森林崩潰
      三、二疊紀冰期
      四、二疊紀生物大滅絕
      五、二疊紀末期與三疊紀早期的赤地千里

      第四節  從地球歷史的角度看今天的氣候變化
      一、人類時代在地球氣候循環過程中的階段分析
      二、第四紀黃土的形成與后冰期時代
      三、地球氣候正進入溫暖期
      四、變暖、變濕、CO2上升——一個新的環境正在形成

      第二章  只要太陽依然存在，地球能源永不枯竭

      第一節  太陽與地球的太陽能
      一、太陽質量與核反應能量
      二、太陽的年齡與壽命
      三、進入地球的太陽能量與分布
      四、進入地球的太陽能的儲存與保留狀況

      第二節  化石能源是地球歷史上太陽能的儲備
      一、所有的化石能源均來源于光合作用
      二、生物發展過程伴隨化石能源的形成過程
      三、不同的生物環境形成了不同的化石能源品種
      四、生物掩埋過程與化石能源的形成

      第三節  可再生能源是太陽和太陽能作用的結果
      一、關于地球能源的分類與評價
      二、風能與大氣環流
      三、水能與水循環
      四、淺層地熱能
      五、潮汐能
      六、光伏能與生物質能

      第四節  光合作用是收集、儲存太陽能的最佳途徑

      一、生物能源發電與太陽能發電的比較
      二、生物能源發電與風能發電的比較
      三、生物能源與水能的比較
      四、生物質生產與化石能源再開采的經濟比較

      第三章  巖石圈、生物圈和大氣圈的碳平衡
      第一節  巖石圈、生物圈、大氣圈的碳總量及循環模式
      一、巖石圈、生物圈與大氣圈的碳總量
      二、巖石圈與大氣圈的碳循環模式
      三、生物圈與大氣圈的碳循環模式
      四、碳循環與新一輪生態發展的開始

      第二節  在地球碳循環過程中找到一個新的平衡點
      一、地質歷史上新生代及當代碳循環模型的建立
      二、無碳排放政策干預條件下的情景分析
      三、滿足《聯合國氣候變化框架公約》下的情景分析
      四、本模型下新的平衡點

      第三節  地球大氣的碳平衡
      一、化石能源的燃燒——CO2的正調節機制
      二、生物質與農業能源——CO2的負調節機制
      三、碳平衡的調節與生態環境的優化

      第四章  生物技術的突破與生物能源主導未來
      第一節  基因工程技術發展與光合作用效率的提高
      一、通過改變C3與C4植物的基因提高光合作用效率
      二、通過延緩葉片衰老提高光合作用效率
      三、通過提高氮素利用率進而提高光合作用效率
      四、通過修飾植株株型提高光合作用效率
      五、通過提高水分利用率提高光合作用效率

      第二節  生物能源原料的改良與發展
      一、對淀粉和糖類作物的改良
      二、對纖維素類植物的改良
      三、對油脂類能源植物的改良
      四、對藻類能源植物的改良

      第三節  當生物質主導人類能源需求時
      一、生物能源替代化石能源的必然性
      二、光合速率與最佳CO2濃度
      三、滿足人類能量消耗的生物質再生能力評估
      四、綠色地球與人類生存環境的根本改善

      第五章  化石能源與生物能源的互補性
      第一節  化石能源是生物能源發展的必要支持
      一、化石能源改變了人類的生存方式
      二、化石能源釋放了深埋地下的碳元素
      三、生物能源成為主導能源尚需一個發展過程
      四、化石能源為生物能源應用提供了基礎設施與保障

      第二節  化石能源與過渡期的能源保障
      一、各種化石能源的探明儲量與生產情況
      二、煤炭是可持續發揮作用的化石能源

      第三節  化石能源與清潔技術的推廣
      一、化石能源規模化應用尚有空間與時間
      二、化石能源應用的最大阻礙是污染問題
      三、化石能源清潔應用技術的發展
      四、提前布局生物能源農業，全面推動生物質碳匯工程

      第四節  煤炭的未來——精準應用與焦化干餾
      一、煤炭將進入輔助能源和原料時代
      二、煤的研究不斷深入，焦化干餾已擴展到除褐煤外的所有煤種
      三、焦化干餾產品的多樣化
      四、焦化干餾產業鏈發展的新趨勢
      五、生物質燃料油焦化廠的設想

      第六章  蓄勢待發的生物能源產業
      第一節  碳環境驅動下的能源農業
      一、農業與生物能源的概念
      二、生物質的基本成分與結構
      三、決定生物能源未來的關鍵——CO2、陽光和降水
      四、貧碳環境下的農業與可耕種土地
      五、富碳環境下的能源農業
      六、能源農業的產品分類

      第二節  再生速度大于開采速度——瑞典的林業生物能源
      一、堅定的政策支持推動瑞典生物能源產業快速發展
      二、森林資源在利用中才能得到保護和增長
      三、生物質顆粒燃料產業大放異彩

      第三節  生物燃料大于化石燃料——巴西生物液體燃料的發展
      一、巴西生物乙醇燃料的推廣
      二、政府對生物柴油產業的支持
      三、生產生物燃料的原料與成本
      四、巴西生物質能源的展望

      第四節  可再生的“天然氣”——持續快速發展的德國沼氣工業
      一、德國沼氣產業快速發展
      二、沼氣提純替代天然氣技術先進
      三、德國沼氣工程的特色
      四、專用能源作物產沼氣的潛力

      第五節  混合發電——美國生物質發電的研究與推廣
      一、生物質發電的規模與應用
      二、生物質與煤混合燃燒的應用推廣
      三、美國生物質發電技術和主要發電廠

      第六節  生物能源種植園
      一、以色列沙漠種植園
      二、日本生物原料工業園的建設成果
      三、石油植物園

      第七章  即將來臨的生物能源產業革命
      第一節  能源與產業革命
      一、產業革命的定義與特征
      二、能源轉型是產業革命的原動力
      三、生物能源產業革命的臨界點
      四、碳匯與生物能——全面推動第三次能源產業革命

      第二節  水利與灌溉工程將成為最大的基礎產業
      一、重新定義水利與灌溉工程
      二、生物技術將相同耗水量下的生物質產量成倍提高
      三、節水灌溉技術對水資源應用效率與經濟性的影響
      四、水利與灌溉工程將成為最大的基礎產業

      第三節  農業革命與社會財富的再分配
      一、基因工程推動下的生物能源
      二、現有草原、森林的升級換代
      三、向沙漠進軍
      四、農業重新回歸第一大經濟產業

      第四節  生物能源支持下的新型工業體系
      一、能源體系的變革
      二、化工與原材料
      三、生物質建筑材料與應用
      四、新型工業體系的建立

      第八章  生物能源產業革命推動下的新生態
      第一節  化石能源及其工業體系的衰敗
      一、化石能源工業體系的困境
      二、能源巨頭的最后風光
      三、耗盡資源的中心城市
      四、一個新的能源保障系統正在形成

      第二節  生物能源的崛起與第三次產業革命的水到渠成
      一、即將爆發的第三次產業革命
      二、軟著陸還是硬著陸
      三、巨大的農業人口與就地產業化
      四、中國將全面推動并引領第三次能源產業革命

      第三節  可持續發展的地球美好家園
      一、共識
      二、困境
      三、碳交易助推生物能源
      四、中國承諾
      五、地球美好家園