综览地理界一代宗师黄秉维先生60年来的地理学主要研究领域，其中，一个重要方向，就是关于温室气体致暧、气候变化影响和地球表层系统碳过程的研究。这是黄秉维先生后半生在其论箸中一再提及，反复强调和重点关注的领域。对这一问题的研究，从其重要性，到主要科学问题、研究方法和手段等，无不贯穿在黄先生60多年“多学多思，勤奋不懈，寻求真理，锲而不舍”，“勤勤匪懈”，“成竹在胸之中”。

黄先生指出“对于温室气体致暖问题，我在(20世纪)70年代初就已从文献中略有所知。1972年中国科学院恢复工作，各所都在讨论体制和研究课题。我在会上建议以此列入地理研究所计划”，黄先生早在联合国IPCC第一次评估报告出版前的1972年9月撰写了一篇“中国土地与能源利用与全球增温”(英文稿)。黄先生特别指出“由于大气中CO2及其他对红外辐射有吸收作用的气体浓度增加有可能引致全球变暖已成为科学界、社会公众、政府所关切的大问题”。“对于这一问题，现在可以确定的，一是大气中CO2对其他主要温室气体浓度的变化，二是这些气体吸收红外射线的性能，三是地球、金星温室悬殊及地球表面温度变化大体上与大气中CO2及CH4含量相呼应。由于温度增高不能不影响降水及其他气候因素，不能不引起一系列严重的问题，特别是会影响到下世纪末以后相当长的时间”。“中国是占世界人口22%的国家，对这样的问题不能不研究，人云亦去，而应该对世界作出应有的贡献”。这也是“保护环境，实现社会经济可持续发展的需要”。

关于大气中CO2含量问题，首要“研究的重点应是大气中CO2浓度增加一倍会产生什么影响，如地表温度是否增高，其对降水和海面上升的影响等”，即人们通常所说的气候变化的影响。如何对此进行研究呢？黄先生指出“气候变化按自然区划来观察最适宜，因中国科学院自然区划主要是按温度、水分和地貌条件划分的，而且为中国科学院及业务部门所接受”。不仅如此，黄先生在1990年的论文中，根据IPCC的预计，对中国未来气候、自然区划乃至农作物、冬季取暖等作出了具体的情景预测和分析。在黄先生的指导下，赵名茶针对全球气候变化对未来中国自然地带的影响作了具体划分。除此以外，黄先生还指出，“温度增高，而且冬季增高较多。这将有利于作物复种和越冬。大气中二氧化碳增浓一方面能提高植物光合产量，一方面能提高植物用水效率。在气候变化过程中，自然植被将逐渐演替，有些种将逐渐适应，但不能排除有些种会退化死亡”……。在黄先生学术思想的指导下，气候变化对我国农业、林业、海平面、陆地生态系统等的影响研究工作得到了广泛深入的开展。

除了研究温室气体或气候变化的影响之外，黄先生早在1982年和1984年多篇论文中特别深入的提出了如何从根本上研究CO2的来龙去脉，黄先生指出“大气中CO2含量变化，经过二十多年的研究和讨论，至今还是未解决的问题比已解决的问题还多许多。二氧化碳在大气与生态系统之间的交换，是其中的关键之一。首先遇到的困难就是其数量在自然界中如何可以测得大致可靠的数值”。黄先生在多篇论文中一再具体明确的指出，“计算生态系统碳收支或碳素平衡必须获取以下数据，即生态系统中①碳素实存量；②毛光合固碳量；③净光合固碳量；④自氧呼吸量；⑤异氧呼吸量；⑥总呼吸量；⑦净碳产量”。这几种数据或要素，正是近代所有生态系统网站，生物地球化学或碳循环模式必须观测和计算分析的最重要的物理量。不仅如此，黄先生还指出“不同类型的生态系统之间，数据差异很大”“即使同一类型，不同年龄，或同一年龄，不同地点，不同年份也差异不少”。因此，在观测或研究时必须注意各类生态系统上述物理量不同时间、地点或年龄的差异。