生态模型类型

——Ecological Model Types

出版：Elsevier

索书号：Q141/E19j/2016/Y

ISBN ：9780444636232

生态模拟是一种应用系统分析的原理，建立生态系统的数学模型，模拟生态系统的行为和特点的研究方法。将生态学现象和概念翻译成数学语言，用数学的符号和方程式来表示，并将由此得到的数学关系进行运算，作出预判，这种数学系统，称为生态学中的数学模型。生态模拟是将一个系统和相应的环境，分为许多子系统，分别对每个子系统建立模型，再加以组合。然后把建立的系统模型送入计算机中，就可以用计算机进行模拟处理。为了使模拟工作能自动进行，应根据模拟工作的要求，编出模拟控制程序，使计算机按照程序一步一步工作。这样，可以模拟出随时间变化的外部环境的特性，得出在各种情况下系统的反应。

生态模型类型使用当今可用的工具来理解如何定量分析复杂和动态的生态系统。生态系统研究广泛使用秩序，复杂性，随机性和组织的概念，并在文献中互换使用，这引起了很多混乱。与统计分析相比，更好的模型综合了我们关于生态系统及其环境问题的知识，而统计分析只揭示了数据之间的关系。本书汇集了生态模型方面的专家，为如何理解我们复杂的地球创造了一个明确的工作。

《生态模型类型》主要从以下四个方面进行论述：生态建模的应用、以生态系统为建模对象、模型分类和模型类型、14种模型类型的应用。

近四十年来，生态建模领域发展迅速，主要有三个因素：1、计算机技术的发展，使我们能够处理非常复杂的数学系统；2、关于环境问题的一般知识增加了，包括彻底消除污染是不可行的（即零排放）；3、但在有限的经济资源下进行适当的污染控制需要认真考虑污染对生态系统的影响。在这种情况下，模型是不可或缺的工具，我们对环境和生态问题的认识显著提高。我们尤其对生态系统的数量关系以及生态特性与环境因素之间的关系有了更多的了解。好的模型是我们对生态系统及其环境问题的知识的综合，而统计分析只能揭示它们之间的关系。一个模型能够包括我们关于系统的全部知识，如果需要一个合适的环境问题的解决方案：哪些成分与哪些其他成分相互作用，例如浮游动物以浮游植物为食。我们对这些过程的知识通常被表述为数学方程，这些方程通常被证明是有效的，与问题相关的过程的重要性这些是一些知识的例子，它们可能经常被纳入生态模型中。这意味着型可以比统计分析更深入地了解系统。因此，它是一种较强的研究工具，对于关于如何解决环境问题可以产生更好的管理计划。当然，这并不意味着统计分析结果不应用于模型的开发。相反，模型建立在所有可用的知识之上，包括通过数据统计分析获得的知识、物理化学生态知识、自然规律、常识等等。简而言之，这就是建模的优势。

作者将生态模型用于生态学作为工具理出了一下几点总结以下几点进行总结：1、模型是研究复杂系统的有用工具；2、模型可以用来显示系统属性；3、模型揭示了我们知识的弱点，因此可以用来设定研究的优先级；4、模型在科学假设的检验中是有用的，因为模型可以模拟生态系统的反应，可以与观测结果进行比较；5、模型是有用的实验工具。如果一个模型被开发岀来，并且工作正常，这意味着校准和验证是可接受的，那么就有可能向模型提出几个问题。同时做了还举出了一些例子来证明了他的总结。

这本书的标题是生态模型类型，因为生态模型的发展在很大程度上是：我们如何在我们的模型中考虑许多其他附加因素？例如我们如何才能包括空间分布，这往往是重要的生态反应和动力学？或我们如何考虑群体中个体之间的差异?或者如何解释物种组成的适应和变化？如果我们有异构数据库，我们可以构建模型吗？或者只是定性数据？我们如何处理预期气候变化引起的生态变化问题？这些问題是随着生态建模领域的发展而出现的，需要解决，在过去的30-40年间，这些问题已经得到了解决。本书中作者介绍了14种模型类型，这意味着有可能区分14种不同的建模方法，这些方法能够解决过去40年生态建模发展中岀现的模型问题。

在本书中，作者将使用表达式模型类型，但是如果作者想涵盖几乎所有可能的生态系统动态案例，那么这14种类型代表了对过程和因素的14个解决方案，这是非常重要的。当我们想开发一个模型，该模型能够解决一个特定的环境或科学问题。我们承认，在实际的和特定的模型情况下，我们需要应用两个或更多——有时是几个——建模工具箱。

本书作者SvenErikJørgensen是哥本哈根大学环境化学荣誉教授。他获得丹麦技术大学化学工程硕士学位（1958年）、环境工程博士（卡尔斯鲁厄大学）和生态建模科学博士（哥本哈根大学）。他是葡萄牙科英布拉大学和达累斯萨拉姆大学（坦桑尼亚）的荣誉医生。1975年，他创立了“生态模型”杂志，并于1978年创立了ISEM（国际生态模拟学会）。他曾多次获奖，包括Ruder Boskovic奖章、Prigogine奖、Pascal奖章、中国科学院爱因斯坦教授，Santa Chiara多学科教学奖以及极具声望的斯德哥尔摩水奖。他曾在32个不同的国家教授生态建模课程。他是生态和环境管理领域18种国际期刊的编委会成员。他是ISEM的主席，他还当选为欧洲科学院院士，并担任环境科学部主席。

本书《生态模型类型》弥合统计分析和数据综合之间的差距，增强我们对生态系统及其环境问题的理解；通过遍历最佳建模选项来分析和预测环境影响，帮助读者了解复杂的生态系统；提供14种模型类型的详细评论，涵盖目前可用于分析的广泛选项。除此之外，本书还具有以下特点：

1、具有实用性和针对性。《生态模型类型》一书内容广泛、描述简洁，在编写的过程中，所有的章节都是一份完整的文章。从各个方面全面介绍了生态模型类型控制因素。

2、案例丰富。该书在描述生态模型类型过程中，常穿插介绍实际案例。

3、图文并茂。《生态模型类型》在编写的过程中配有大量原理说明性的插图和公式，不仅让读者在阅读过程中更加清晰明了，还能增加读者阅读的趣味性。

4、条理清晰。在该书的末尾设有主题词索引，将出现的相关比较重要的词汇都罗列出来，并予以注释在文中的页码，供读者快速寻找感兴趣的内容进行阅读。这大大方便了读者在阅读该书之时对词汇的掌握和搜寻。可以激发学生的学习兴趣或者为想要了解相关知识的人员提供了途径。

总的说来，《生态模型类型》弥合统计分析和数据综合之间的差距，增强我们对生态系统及其环境问题的理解；通过遍历最佳建模选项来分析和预测环境影响，帮助读者了解复杂的生态系统。对于想要了解生态模型系统相关知识的学者来说，这就是不可多得优秀参考读物。

第1章简介：概述

第2章生物地球化学模型

第3章动态人口模型

第4章稳态模型

第5章地球表面建模

第6章结构动态模型（SDM）的应用

第7章人工神经网络：生态建模的多层感知器

第8章生态毒理学模型

第9章逸度模型

第10章耦合自然系统和人体系统的模糊自适应管理

第11章气候变化背景下的沿海生态系统建模：案例研究概述

武汉大学生命科学学院研究生王鑫