仿真植物以生态学原理为基础的建模方法

　　仿真植物以生态学原理为基础的建模方法

　　以往多数生态学模型的构建，忽视了生物学原则和规律的应用，尤其是对于生理过程、生态规律等信息的利用状况较低，往往偏重于物理和化学等方面的知识。这样建立的模型，缺乏深刻的生态学解释，仅仅限于对生态系统的外部特征或一般性规律的描述。因此相当一部分生态学家对于这样的生态学模型的能力持怀疑态度。

　　自1964年以来，国际上相继开展了国际生物学研究计划（IBP）、人与生物圈研究计划（MAB）和国际地圈与生物圈研究计划这些计划对生态系统结构、动态规律以及与环境之间的关系进行了系统研究，促进了人类对于生态系统的认识。另外，计算机技术迅速发展，也具备了处理大量数据的能力。自70年代以来，生态学家开始重视生态过程模型的构建，即在详细分析生理、生态过程的基础上，把生态系统划分成为亚组分，建立生态过程亚模型，然后对各组分进行实验和研究，并用简单的方程建立亚模型，最后，组合这些亚模型以构造出一个机理模型。这类模型主要用于描述系统各分室之间的相互作用，此类模型参数通常是在隔离的生态过程中进行实验研究取得的，而野外数据仅用于一般的核对。因此，此类模型具有概括性和真实性，大多数用于测定系统对环境变化和扰动的响应。这些生态学模型与以前的模型相比较，主要强调了生态过程的时空尺度和异质性，以及各时空尺度上生态过程的耦合。生态系统是一个由不同生物组织构成的等级结构，各等级具有不同的时空尺度，并且表现出不同的生理、生物和生态过程。另外，任何生态系统内各等级尺度上不同的生态过程之间存在着非线性关系。因此，如何应用短期小空间尺度上生态过程推测大尺度上长期的生态现象，这是生态过程建模研究所面临的主要理论和技术关键之一。当前，面向生态过程模型的建立通常采用自下而上的建模方法，即从详细的、机理性的斑块模型入手，延伸到包括景观过程的空间变化模型。