生态系统模拟方法(入门
生态系统模拟方法(入门)
课程的主要内容(1) 导论 生态系统的基本结构和功能过程 生态系统模拟模型在生态系统硏究中的作用 生态系统模拟模型的一般目的 ●一个简单的生态系统模拟模型 岛屿生态系统的草地生物量和野生动物种群动态的关系 生态系统模拟模型建立的一般步骤 问题和目标的明确 假设、简化、推测、推导 模型结构的确定 数据的获取、模型参数的确定 模型的应用、模型在时间空间范围的延拓
课程的主要内容(1) ⚫ 导论 – 生态系统的基本结构和功能过程 – 生态系统模拟模型在生态系统研究中的作用 – 生态系统模拟模型的一般目的 ⚫ 一个简单的生态系统模拟模型 – 岛屿生态系统的草地生物量和野生动物种群动态的关系 ⚫ 生态系统模拟模型建立的一般步骤 – 问题和目标的明确 – 假设、简化、推测、推导 – 模型结构的确定 – 数据的获取、模型参数的确定 – 模型的应用、模型在时间空间范围的延拓
课程的主要内容(2) ●模型质量的评价:参量分析和检验 参数的敏感性分析( Sensitivity analysis) 参数的不确定性分析( Uncertainty Analysis) 模型的检验 ●生态系统主要过程和结构动态的模拟 土壤环境的模拟 气候环境的模拟 植物主要生理生态过程的模拟 生物种群、群落结构的模拟 ●干旱景观模拟器(MALS)解析
课程的主要内容（2） ⚫ 模型质量的评价：参量分析和检验 – 参数的敏感性分析（Sensitivity Analysis） – 参数的不确定性分析（Uncertainty Analysis） – 模型的检验 ⚫ 生态系统主要过程和结构动态的模拟 – 土壤环境的模拟 – 气候环境的模拟 – 植物主要生理生态过程的模拟 – 生物种群、群落结构的模拟 ⚫ 干旱景观模拟器（MALS）解析
本课程所涉及和需要的基础 ●生态学基础 生态系统的基本概念 生态系统的基本结构(环境、生物种群、群落) 生态系统的主要功能过程(初级生产过程、能量流动过程、水分和 主要营养元素的循环过程) 植物生理生态过程(光合、呼吸、蒸腾) 土壤物理、土壤化学基本原理 微气候、微气象学原理 ●数学基础 一般代数运算 基本微积分、微分方程 基础概率论数理统计 计算机应用基础 高级语言编程 数值计算方法(常微分方程核差份方程的求解、矩阵的特征根和特 征向量、线性和非线性代数方程组的数值解法
本课程所涉及和需要的基础 ⚫ 生态学基础 – 生态系统的基本概念 – 生态系统的基本结构(环境、生物种群、群落） – 生态系统的主要功能过程（初级生产过程、能量流动过程、水分和 主要营养元素的循环过程） – 植物生理生态过程（光合、呼吸、蒸腾） – 土壤物理、土壤化学基本原理 – 微气候、微气象学原理 ⚫ 数学基础 – 一般代数运算 – 基本微积分、微分方程 – 基础概率论数理统计 ⚫ 计算机应用基础 – 高级语言编程 – 数值计算方法（常微分方程核差份方程的求解、矩阵的特征根和特 征向量、线性和非线性代数方程组的数值解法）
本课程的培养目标 ●生态系统模型的使用者:了解生态系统 模拟模型的构件的基本过程、理解模型 对丁一般生态系统过程的处理,以正确 灵活地使用现有的模拟模型 ●生态系统模型的建模人员:掌握生态系 统模拟模型的构建的基本方法和过程。 为建模研究打下最基本的基础
本课程的培养目标 ⚫ 生态系统模型的使用者：了解生态系统 模拟模型的构件的基本过程、理解模型 对于一般生态系统过程的处理，以正确、 灵活地使用现有的模拟模型。 ⚫ 生态系统模型的建模人员：掌握生态系 统模拟模型的构建的基本方法和过程。 为建模研究打下最基本的基础
Ecosystem Simulation 生态系统的基本结构 气候环境 社会经济环境动物:消费者 植物:初级生产者 微生物:分解者 土壤环境
Ecosystem Simulation 生态系统的主要过程(1) 初级生产力形成的过程 植物的生理生态过程(光合、呼吸、水分、养分的吸取) 植物的生物量动态过程(同化物分配、结构生长、死亡、消失) 植物个体和物种间的相互作用(协同、依存、竞争、寄生) 植物的种群和群落结构的动态过程 植物的空问迁移过程及其对环境的适应过程 次级生产力的形成过程 初级-次级转换过程及其效率 动物个体和物种间的相互作用 动物种群和群落的动态过程 分解过程 微生物种群动态和植物动物干物质的分解和矿化过程
Ecosystem Simulation 生态系统的主要功能过程(2) 气候和人为环境动态过程 气象动态和气候的变迁 土地利用的袼局的改变过程 系统资源的利用 土壤环境过程 土壤水分动态过程 土壤养分元素的动态过程 土壤中热量传输过程 土壤主要粒子的迁移和运动过程(土壤碱化和盐渍化过程)
Ecosystem Simulation 生态系统模拟的目的 与实验科学将结合、整合已知的、局部环 节的规律、探索整体的、系统水平的生态 系统动态规律 为生态系统的管理和资源的开发利用,提 供低成本的计算机模拟的手段
Ecosystem Simulation 模拟模型在生态系统研究中的作用 已知规律 如扩散 机理模型 传热、化学 部分 反应规律 系统 模型 实验 观测 E 未知或部分 未知(如同 猜想经验 化物分配规 统计模型 是结论 足够小规律 律)