仿真植物以生態學原理為基礎的建模方法

　　仿真植物以生態學原理為基礎的建模方法

　　以往多數生態學模型的構建，忽視了生物學原則和規律的應用，尤其是對于生理過程、生態規律等信息的利用狀況較低，往往偏重于物理和化學等方面的知識。這樣建立的模型，缺乏深刻的生態學解釋，僅僅限于對生態系統的外部特征或一般性規律的描述。因此相當一部分生態學家對于這樣的生態學模型的能力持懷疑態度。

　　自1964年以來，國際上相繼開展了國際生物學研究計劃（IBP）、人與生物圈研究計劃（MAB）和國際地圈與生物圈研究計劃這些計劃對生態系統結構、動態規律以及與環境之間的關系進行了系統研究，促進了人類對于生態系統的認識。另外，計算機技術迅速發展，也具備了處理大量數據的能力。自70年代以來，生態學家開始重視生態過程模型的構建，即在詳細分析生理、生態過程的基礎上，把生態系統劃分成為亞組分，建立生態過程亞模型，然后對各組分進行實驗和研究，并用簡單的方程建立亞模型，最后，組合這些亞模型以構造出一個機理模型。這類模型主要用于描述系統各分室之間的相互作用，此類模型參數通常是在隔離的生態過程中進行實驗研究取得的，而野外數據僅用于一般的核對。因此，此類模型具有概括性和真實性，大多數用于測定系統對環境變化和擾動的響應。這些生態學模型與以前的模型相比較，主要強調了生態過程的時空尺度和異質性，以及各時空尺度上生態過程的耦合。生態系統是一個由不同生物組織構成的等級結構，各等級具有不同的時空尺度，并且表現出不同的生理、生物和生態過程。另外，任何生態系統內各等級尺度上不同的生態過程之間存在著非線性關系。因此，如何應用短期小空間尺度上生態過程推測大尺度上長期的生態現象，這是生態過程建模研究所面臨的主要理論和技術關鍵之一。當前，面向生態過程模型的建立通常采用自下而上的建模方法，即從詳細的、機理性的斑塊模型入手，延伸到包括景觀過程的空間變化模型。