（一）世界气候研究计划（WCRP）
气候变化研究包括季节的与年际的气候变化研究和10年至世纪的气候变化研究。世界气候研究计划，20世纪70年代酝酿，20世纪80年代开始执行，由国际气象组织（WMO）和国际科学理事会（ICSU）联合主持。此计划主要研究地球系统中有关气候的物理过程，涉及整个气候系统。其重要部分是大气、海洋、低温层（冰雪层）和陆地以及这些组成部分的相互作用和反馈。它所关心的时间尺度为数周到数年的气候变化。季节的与年际的气候变化研究，其目的是获取短期气候波动的知识及预测技术，并把该预测应用于解决社会与经济发展问题。WCRP启动以来，所取得的主要成果有下列10项：
第一，奠定了短期气候预测（季与年际）的物理基础，通过ENSO等强气候信号的揭示，实现了季节预测的重大突破。
第二，成功地完成了世界大洋环流实验（WOCE）。该研究包括全球描述、南大洋和涡流动力学计划。1990年开始实施，前5年为集中观测阶段。这一实验建立了一个包括卫星遥感和现场船只、浮标组成的全球观测系统。这个延续了30多年的研究计划是当今世界上最大、最成功的海洋研究计划。
第三，完成了北极气候研究计划（ACSYS）。其目的是研究和模拟北极地区的海洋、海冰及水文过程。北极海盆是一个巨大的“混合机器”，它对来自太平洋和大西洋不同含盐量的海水、降水和北极河流的淡水进行处理，并向北大西洋活跃对流区输送含盐量较低的水和海冰。ACSYS的科学目标是确定北极在全球气候中的地位。为了实现这个目标，ACSYS瞄准以下三个主要科学目标：①了解北极海洋环流、冰覆盖与水分循环之间的相互作用；②启动关于北极的长期气候研究和监测计划；③为在全球气候模式中准确地描述北极地区的各种过程提供科学基础。
第四，配合IPCC的科学需求，连续进行了气候变化的评估和预测。其中最重要的一个成果是根据气候模式得到了新的强有力的证据，表明最近50年观测到的大部分增暖可归因于人类活动。
第五，进行了一系列综合性外场试验和测量，在此基础上整编了多种全球与区域的气候资料集；同时，促进了一系列再分析计划的实施，如NCEP与ECMWF（ERA-40）的资料再分析计划。
第七，执行了许多重大的核心研究计划。目前仍在进行的有CLIVAR（气候变率和可预测性研究）、GEWEX（全球能量与水循环试验）、SPARC（平流层过程及其在气候中的作用）和CLiC（气候与冰冻圈）等研究计划。
第八，发展、应用和综合评估全球气候系统模式，为此建立了联合数值试验工作组（WGNE）与耦合模式工作组（WGCM）。
第九，与IGBP（国际地圈—生物圈计划）、IHDP（国际人类因素计划）和DIVERSITAS（国际生物多样性计划）建立了地球系统科学联盟（ESSP）。
第十，增强了全球关于气候变化与人类影响气候系统的公众意识，促进了可持续发展和各国的能力建设。
2005年，WCRP提出为期20年的气候系统观测与预测试验计划（COPE），作为今后的主要科学发展方向。为建立从几周到几十年、几百年尺度的无缝隙气候预测，制订这个计划的基本指导原则：①必须包括气候系统各圈层的相互作用；②除具有坚实的物理气候系统基础外，还必须考虑它与化学、生物系统的相互作用；③必须考虑较短时间尺度（包括天气过程）的变率对较长时间尺度行为的影响，因为它们的统计状况实际是气候预测的一个关键部分。
气候系统观测与预测试验计划（COPE）的主要目的：①分析和描述气候系统的结构、变率与变化；②改进对气候系统的机理、过程和自然与人类强迫的认识，并将这些新发现的认识凝练到气候模式中；③提供数周到几百年、全球到区域尺度气候系统预测的依据（包括极端事件）；④把模式应用于预测全球和区域尺度的由人类活动引起的气候变化，以便能更实际地评估相关影响。
（二）国际地圈—生物圈计划（IGBP）
国际地圈—生物圈计划（IGBP）与IBP、MAB计划可以视为生态系统研究的3个阶段，而IGBP是在IBP、MAB基础上组织起来的。IGBP是国际科学理事会（ICSU）发起的重大科学计划，1980年开始酝酿，1986年开始正式提出，1990年进入执行阶段。IGBP主要以生物地球化学循环子系统及其与物理气候子系统的相互关系为主要研究对象，旨在制定区域和国际政策、讨论关于全球变化所产生的影响。
该计划的主要科学目标是描述和认识控制整个地球系统相互作用的物理、化学和生物学过程，描述和理解支持生命的独特环境，描述和理解发生在该系统中的变化以及人类活动对它们的影响方式。其应用目标：发展预报理论，预测地球系统在未来十至百年时间尺度上的变化，为国家和国际制定政策提供科学基础。该计划具有高度综合和学科交叉的研究特点，标志着地球科学和宏观生物学的研究跨入了一个新的深度和广度。IGBP由8个核心研究计划和3个支撑计划所组成。3个支撑计划为全球分析、解释与建模（GAIM），全球变化分析、研究和培训系统（START），IGBP数据与信息系统（IGBP-DIS）。八个核心研究计划如下：
第一，国际全球大气化学计划（IGACP）。该计划由IGBP及国际气象和大气科学学会所属的大气化学和全球污染委员会共同支持。它的目标是认识全球大气化学组成、陆地和海洋生物圈过程以及人类活动对全球大气化学组成的影响，从而达到在全球尺度上预测自然和人为因素对大气化学组成的影响的目的。(www.xing528.com)
第二，全球海洋通量联合研究计划（JGOFS）。该计划于1990年3月正式确定并开始实施，主要侧重海洋内部以及海洋边界在海洋生物和化学、海洋循环和相关物理因素以及人为活动的影响下的碳交换过程。它主要分析和预测区域至全球尺度大气—洋面—洋底系统碳的季节和年际变化，为解释气候变化的成因服务。
第三，过去的全球变化研究计划（PAGES）。PAGES的实施计划形成于1991年3月，它通过对历史资料和自然记录（如保存在树木年轮、湖泊和海洋沉积物、珊瑚、冰芯中的自然信息）的研究，并借助于有效的现代物理、化学分析技术恢复过去环境的变化并区分自然因素和人为因素的影响，以此为依据，检验未来全球变化预测模型。PAGES目前集中于研究两个时间阶段：①最近2000年的地球历史；②晚第四纪的最后几十万年的冰期、间冰期旋回。
第四，全球变化与陆地生态系统（GCTE）。GCTE旨在分析全球尺度上大气成分、气候、人类活动和其他环境变化对陆地生态系统结构和功能的影响，预测未来全球变化可能带来的农业、林业、土壤和生态系统复杂性的改变。近期的工作主要围绕以下五个方面展开集成研究：①全球大气化学是如何发生作用的？在痕量气体的生消中，生物过程起着什么作用？②全球变化是怎样影响陆地生态系统的？③土地利用、海面升高和气候变化如何改变海岸生态系统，其后果是什么？④海洋生物地球化学过程是如何影响和响应气候变化的？⑤过去发生过什么重大的气候和环境变化，原因何在？
第五，水文循环的生物圈方面（BAHC）。BAHC主要是研究植被在地表和大气水文过程中的作用。它的两个主要目的：①通过野外测量，确定生物圈对水文循环的控制，发展从小块植被到大气环流模式（GCM）网格单元尺度上的土壤—植被—大气系统中能量和水通量模式；②建立能用于描述和验证生物圈和地球物理系统间相互作用模拟结果的适当数据库。到2002年底，BAHC的中心任务是为新的陆地—大气界面行动的展开以及由IGBP、IHDP和WCRP联合发起的新的有关水问题的联合计划服务。
第六，海岸带的海陆相互作用（LOICZ）。LOICZ侧重模拟和预测10年尺度上海岸带对全球气候变化的响应，为沿海地区的长期可持续发展、经济和社会政策服务。研究内容包括：①外力或边界条件的变化对近海通量的影响；②海岸生物地貌学与海平面上升；③碳通量与痕量气体的排放；④全球变化对海洋系统的经济和社会影响。
第七，全球海洋生态系统动力学（GLOBEC）。GLOBEC于1995年确定，主要目标是认识全球海洋生态系统及其亚系统的结构和功能，提高海洋生态系统对全球变化响应的预测能力。与传统的为渔业服务的种群动态研究不同，它侧重于分析生态系统内部的相互作用。
第八，土地利用与土地覆被变化（LUCC）。20世纪90年代以来，全球环境变化研究领域逐渐加强了对LUCC的研究。这主要与该领域具有全球影响的两大组织IGBP和IHDP的推动有关。这两个组织自1990年起开始积极筹划全球性综合研究计划，于1995年共同拟定并发表了《土地利用1土地覆被变化科学研究计划》，提出了个研究重点。
一是土地利用变化的机制。通过区域性个例的比较研究，分析影响土地使用者或管理者改变土地利用和管理方式的自然和社会经济方面的主要驱动因子，建立区域性的土地利用/土地覆被变化的经验模型。
二是土地覆被的变化机制。主要通过遥感图像分析，了解过去20年内土地覆被的空间变化过程，并将其与驱动因子联系起来，建立解释土地覆被时空变化和推断未来10—20年的土地覆被变化的经验诊断模型。
三是建立区域和全球尺度的模型。建立宏观尺度的，包括与土地利用有关的各经济部门在内的土地利用/土地覆被变化动态模型，根据驱动因子的变化来推断土地覆被未来50—100年的变化趋势，为制定相应对策和全球环境变化研究任务提供可靠的科学依据。在未来50—100年的土地覆被变化中，人类的土地利用活动将起到最主要的作用。因此，对自然和社会经济各种因素作用下的土地使用者和管理者的行为分析，是建立土地利用/土地覆被变化模型的重要组成部分。这类分析通过区域性个例研究，为全球性模型的建立提供依据，并对其进行验证。
（三）全球变化人文计划（IHDP）
全球变化人文计划（IHDP），是地球系统集成研究联合体——地球系统科学联盟（ESSP）的4个全球环境变化计划之一。IHDP是一个跨学科的、非政府的国际科学计划，旨在促进和共同协调研究。IHDP最初由国际社会科学联盟理事会（ISSC）于1990年发起，时称“人文因素计划”（HDP）。1996年2月，国际科学联盟理事会（ICSU）联同ISSC成为项目的共同发起者，项目名称则由HDP演变为IHDP。IHDP侧重描述、分析和理解全球变化中的人文因素，研究全球环境变化背景下土地利用/土地覆盖的变化，全球环境变化的制度因素，人类安全，可持续性生产、消费系统，以及食物和水、全球碳循环等重大问题。
该计划主要有3个目标，即科学研究、科研能力建设和国际化的科学网络，研究围绕以下4个关键问题展开：①脆弱性/恢复力。面对社会、自然系统的变化，决定耦合系统承受能力的因素是什么？这种变化对可持续性发展的影响是什么？②阈值/转型。当阈值超过后，我们如何认识长期的变化趋势？如何能够确保平稳地转型？③管理。我们如何能够牢牢地掌握耦合系统，使其朝着期望的目标前进？④学习/适应。如何维持稳定耦合系统的动力学特征？如何引导社会对全球变化的认知？
IHDP有7个核心科学计划：①土地利用/土地覆盖变化（LUCC，与IGBP共同发起）；②全球环境变化的制度因素（IDGEC）；③全球环境变化与人类安全（GECHS）；④工业转型（IT）；⑤海岸带陆海相互作用（LOICZ）；⑥城市化与全球环境变化（UGEC）；⑦全球土地计划（GLP，与IGBP共同发起）。各核心计划通过各自的国际项目办公室（IPO）协调其运作，并接受各自科学指导委员会的科学管理。
（四）国际生物多样性计划（DIVERSITAS）
国际生物多样性计划是由ICSU所属的国际生物科学联合会（IUBS）、环境问题科学委员会（SCOPE）及联合国教科文组织（UNESCO）于1991年共同发起的，由该计划的科学咨询委员会及国际秘书处负责具体实施工作。1995年又推出其更新方案，不仅进一步完善了该计划原先的研究内容，而且强调了生物多样性保护与持续利用问题中的人文因素。该计划的主要任务是通过确定科学问题和促进国际合作，来加强对生物多样性的起源、组成、功能、持续与保护等基础性研究，以增进对生物多样性的认识、保护和可持续利用。该计划研究的主要领域包括：①生物多样性的起源、维持和丧失；②生物多样性的生态系统功能；③生物多样性的编目、分类及其相互关系；④生物多样性的评价与监测；⑤生物多样性的保护、恢复和持续利用；⑥生物多样性的人类因素；⑦土壤和沉积物的生物多样性；⑧海洋生物多样性；⑨微生物多样性。
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