具体描述
内 容 提 要
本书系统地介绍了森林生态学建模与仿真的基本概念、数学理论、量纲
分析、模拟程序和语言，以及建模的基本原则和理论，从多个方面对森林生
态学模型进行了分类，选择当前较为著名的各类模型进行剖析，评述了各类
模型的建模理论、方法、应用范围及存在的问题；对林隙模型进行了改进，并
应用于红松林结构和动态过程的模拟；最后综述了现代森林生态学建模研究
的概况和发展趋势。
本书可供从事森林生态学、植物生态学和森林经营学的研究人员阅读，
亦可作为林业院校相关专业研究生的教材和参考书。
作者简介
作者小传
葛剑平，一962年生，东北
林业大学教授，农学博
十。多年来一直从事森林
生态学和森林经营学研
究，发表学术论文30余
篇，主持完成国家自然科
学基金、林业部和省级科
研课题五项，现为国家科
技攻关专题负责人。曾获
林业部科技进步一等奖、
国家科技进步三等奖、国
家教委霍英东肯年教师奖
和国务院政府特殊津贴
目录信息
1数学模型的基本概念与类型
1.1基本概念
1.1.1模型变量与过程
1.1.2数学仿真（模拟）
1.1.3系统及系统分析
1.2数学模型的类型
1.3模型建立的方法与步骤
1.3.1建模方法
1.3.2建模步骤
2生态学建模的基本理论与原则
2.1生态学建模的物理学理论与原则
2.1.1热力学基本概念和定理
2.1.2以热力学理论为基础的生态系统原理
2.1.3生态系统与环境
2.1.4生态系统的稳定和演替
2.1.5以物理学理论为基础的建模方法
2.2以生态学原理为基础的建模方法
3生态学建模的数学理论
3.1地统计学的基本理论和方法
3.1.1半方差及半方差图的结构分析
3.1.2半方差图拟合模型
3.1.3空间局部内插法
3.1.4空间局部内插法的类型
3.5地统计分析软件系统
3.2概率统计模拟理论
3.2.1产生均匀分布随机数的数学方法
3.2.2均匀随机数的检验
3.2.3产生其它分布随机数的数学方法
4量纲分析
4.1量和单位
4.2量纲分析
4.3Buckinghamπ定理
4.4量纲分析在生态学研究中的应用
4.4.1确定模型参数的量纲
4.4.2应用量纲分析建立面向过程的林分生长模型
5模拟程序与语言
5.1模拟程序和语言的类型
5.2面向数学方程和结构图的程序与语言
5.3面向对象的程序设计
5.4数学模拟与“5S”技术
6森林生态学模型分类
6.1以数学理论为基础的模型分类
6.1.1动态模型
6.1.2矩阵模型
6.1.3随机模型
6.1.4多变量模型
6.1.5最优化及其它模型
6.2以生物组织等级为基础的模型分类
6.2.1全球尺度模型
6.2.2景观和区域模型
6.2.3群落尺度模型
6.2.4植物生理生态模型
6.3以系统特性为基础的模型分类
6.4以干扰理论为基础的生态学模型类型
6.5全球变化与陆地生态系统中的模型类型
6.5.1全球变化条件下的生态系统生理综合模型
6.5.2生态系统动力学斑块模型
6.5.3斑块尺度至区域尺度的模型
6.5.4元素循环及气候反馈的区域一
全球尺度植被动态模型
6.6气候模拟及模型类型
6.6.1气候模拟概念及模型类型
6.6.2GCM模型类型
6.6.3GCM模型对全球气候变化的预测
7林隙动态理论及模型
7.1基本概念
7.1.1林隙
7.1.2斑块
7.1.3斑块镶嵌体
7.1.4林隙的时空尺度
7.1.5以林隙为基础的森林动态理论
7.2林隙模型（GapM0del）
7.2.1基本原理
7.2.2模型的结构
7.3林隙模型的发展趋势
8林隙动态模型――JABOWA与FOR ET模型
8.1JABOWA模型结构和公式
8.1.1树木生长方程
8.1.2叶面积的计算
8.1.3树高与直径之间的定量关系
8.1.4树木径生长方程
8.2环境因子与树木生长
8.2.1环境的生态作用
8.2.2光强分布与光强响应函数
8.2.3积温与树木生长
8.2.4土壤湿度与树木生长
8.2.5土壤水分饱和与树木生长
8.2.6土壤养分与树木生长
8.2.7树木之间的竞争
8.3树木死亡过程
8.4树木更新过程
8.4.1阳性树种的更新过程
8.4.2中性树种的更新过程
8.4.3耐荫性树种的更新过程
8.5FORET模型程序分析
8.5.1主程序
8.5.2树种参数输入子程序INPT
8.5.3样地初始化子程序PL0TIN
8.5.4产生均匀随机数子程序RANDOM
8.5.5产生正态随机数子程序GGNORD
8.5.6树木死亡过程子程序KILL
8.5.7更新过程子程序BIRTH
8.5.8萌生过程子程序3PROUT
8.5.9树木生长过程子程序GROW
8.5.10结果输出子程序OUTPT
8.6红松林结构和动态的FORET模拟结果
8.6.1参数估计
8.6.2模型运行和结果分析
9林隙动态模型――FORSKA模型
9.1模型中的生态过程与计算公式
9.1.1树木生长过程
9.1.2树木生长与环境
9.1.3胸径生长过程
9.1.4树冠大小的变化过程
9.1.5树高方程
9.1.6更新过程
9.1.7树木死亡过程
9.1.8萌生过程
9.2模型变量、参数和参数估计
9.2.1模型变量和参数
9.2.2参数估计
9.2.3灵敏性分析
9.3模型程序结构分析
9.3.1主程序MAIN
9.3.2数据块子程序SYSVAR
9.3.3立地和运行参数读取子程序GETMOD
9.3.4树种参数子程序GETSPE
9.3.5控制参数读取子程序GETOUT
9.3.6产生均匀随机数子程序GETRAN
9.3.7程序初始化子程序INITIA
9.3.8树木变量读取子程序IN
9.3.9树木更新子程序ETBL
9.3.10树木生长子程序TVXT
9.3.11树木死亡子程序SKOT
9.3.12林分特征输出子程序STAND
9.3.13结果输出子程序0UT
9.3.14产生泊松分布随机数子程序PRAND
9.4红松林结构和动态的FORSKA模拟结果
9.4.1参数估计
9.4.2模拟结果分析
9.5FORSKA模型的发展
10sPACE森林动态的空间模型
10.1模型结构
10.1.1确定树木分布位置的网格结构
10.1.2重复样地边界法
10.1.3确定树木邻体的计算方法
10.2模型程序分析
10.2.1更新过程
10.2.2树木生长过程
10.3红松林动态的SPACE模拟结果与分析
10.3.1参数估计
10.3.2模拟结果与分析
11森林生态系统流模型
11.1以微分方程组为基础的流模型
11.1.1模型结构
11.1.2生理生态过程之间以及与环境之间的联接
11.1.3模型的应用范围
11.2生物地球化学循环模型（FOREST－BGC）
11.2.1模型结构
11.2.2气象驱动变量
11.2.3生态过程日变化亚模型
11.2.4生态过程年变化亚模型
11.2.5模型应用
12森林生态学模型研究概况及趋势
12.1以等级理论为基础的生态学模型研究
12.2以空间为基础的森林生态学模型研究
12.2.1以林隙动态模型预测气候变化下的森林演介
12.2.2以GIS为基础的空间模型的研究
12.3以植物生理过程为基础的模型研究
12.3.1大气C02浓度变化与森林生长
12.3.2降水变化与森林生长
12.3.3植物生长胁迫模型
12.4森林生态系统流模型研究概况
12.4.1生态系统流模型与生理模型的结合
12.4.2生态系统流模型与地理信息系统的结合
12.4.3生态系统流模型与一般环流模型的结合
12.5预测全球植被变化模型的研究
12.6森林生态学模型的发展趋势
12.6.1异质性与时空尺度
12.6.2社会经济模型与生态模型的联接
12.6.3生态学模型的可视化
12.6.4模型检验和验证
12.6.5新理论的应用前景
参考文献
附录1FORET模型源程序清单
附录2FORSKA模型源程序清单
附录3SPACE模型源程序清单
· · · · · · (收起)
读后感
评分
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用户评价
拿到《森林生态学建模与仿真》这本书，我脑子里immediately就浮现出那种在实验室里，面对着电脑屏幕，通过代码和数据来“构建”出一个虚拟森林的场景。虽然我目前对于具体的建模技术和编程语言并不十分了解，但书名的“建模与仿真”字眼，已经深深地吸引了我。我设想，这本书可能会从基础的生态学原理出发，逐步引导读者了解如何将这些原理转化为数学模型，然后利用这些模型进行计算机模拟。我特别好奇，书中会介绍哪些经典的生态模型，例如Lotka-Volterra模型在森林群落中的应用，或者关于森林火灾传播的模拟模型，又或者是森林碳汇估算的模型等等。我期待它能够给我一个系统性的框架，让我能够理解科学家们是如何通过这些抽象的工具，来量化和分析森林生态系统的复杂性，从而为森林保护和管理提供科学依据。
评分《森林生态学建模与仿真》这个名字，让我产生了一种莫名的期待。我一直觉得，森林不仅仅是树木的集合，更是一个精妙绝伦的生命系统，里面充满了各种各样的生物，它们之间相互影响，共同演化。而“建模”和“仿真”，在我看来，就像是给这个复杂的系统披上了一层科学的外衣，让我们可以更清晰地去理解它的运作。我猜想，这本书也许会从最基础的生态学概念讲起，然后一步步地介绍如何用数学语言来描述森林中的各种过程，比如树木的生长、动物的迁徙、养分的循环等等。我尤其好奇，它会如何去模拟森林的动态变化，比如当气候发生改变时，森林的结构和物种组成会发生怎样的变化？或者，当引入某种新的物种时，会对原有的生态系统产生怎样的影响？我期待这本书能够让我对这些问题有更深入的认识，并且能够以一种更科学、更理性的方式去思考森林的未来。
评分终于下定决心入手了这本《森林生态学建模与仿真》，起初是被它那颇具吸引力的书名所打动，想象中一定是一本能够带领我深入探索森林奥秘的宝藏。拿到手后，厚实的纸张和精美的排版便立刻给我留下了良好的第一印象。虽然我并非科班出身，但对自然生态系统，尤其是那片片郁郁葱葱的森林，总有着莫名的向往。我一直好奇，是什么样的力量在支撑着这庞大而复杂的生命网络，又是如何维系着它们之间的微妙平衡？这本书的书名恰好触及了我内心深处的求知欲，让我相信它能够为我揭示那些隐藏在现象背后的深层规律。我期待它能以一种易于理解的方式，向我展示科学家们是如何运用科学的工具和严谨的方法，去描绘和预测森林的未来，去解答那些关于物种分布、群落演替、碳循环等一系列令人着迷的问题。我甚至幻想，或许这本书还能教会我如何去“读懂”森林，如何在亲身走进大自然时，能够超越表面，看到更深层的生态过程。
评分我一直对那些能够将抽象概念具象化的书籍情有独钟，而《森林生态学建模与仿真》似乎就具备这样的特质。虽然我还没有深入阅读，但单从书名就让我联想到那些精巧的计算机模型和生动的模拟场景。我猜想，这本书大概会用一种全新的视角来解读森林，不再是停留在对森林物种和景观的静态描述，而是将其视为一个动态演化的系统，一个充满交互和反馈的生命体。我很好奇，书中究竟会介绍哪些具体的建模方法？是基于个体、种群还是群落的视角？又会涉及哪些关键的生态过程？例如，森林如何响应气候变化？火灾、病虫害等干扰因素又会对森林结构和功能产生怎样的影响？这些都是我非常感兴趣的课题。我期待这本书能够为我打开一扇认识森林的新窗口，让我能够从一个更宏观、更动态的层面去理解森林生态系统的运作机制，甚至去预见它在未来可能面临的挑战和机遇。
评分这本书的书名，实在是太勾起我的好奇心了。《森林生态学建模与仿真》——光是这几个字，就已经在我脑海里勾勒出了一幅幅画面。我总觉得，森林是一个充满神秘感的地方，而“建模”和“仿真”这些词汇，则带着一种科学的力量，似乎能够将这份神秘变得更加可理解。我对于那些能够用数学语言或者计算机程序来描述自然现象的学科，一直都抱着一种敬畏和向往。不知道这本书会以怎样的方式，去“模拟”森林的生命周期，去“预测”树木的生长，去“计算”物种的迁徙，甚至去“模拟”整个森林生态系统的稳定性。我期待着能够在这本书中，找到关于如何将复杂的生态过程转化为清晰的模型，以及如何通过仿真来验证这些模型的可靠性的答案。这不仅仅是对知识的渴求，更是一种对科学方法论的探索。
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