生态学研究方法 第一章绪论 第一节生态学及其学科特性化 一、生态学的概念 生态学 从科学的角度来看，生态学是运用层次观和系统论的方法，是研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。 这些相互关系会从生物分子、个体、种群、群落、生态系统、区域景观、全球等不同层次上对生物的和环境系统的结构和功能产生各种影响。 因此，生态学是研究这些相互关系的产生方式、影响途径和作用后果有关规律的学科。二、研究层次及其学科 现代生态学在研究层次上相宏观与微观两极发展。由于生态学研究对象的极其复杂性，它现已发展成为一个庞大的学科体系根据研究性质分，生态学可概分为理论生态学和应用生态学两大体系。从研究对象的水平和层次来看，生态学可分为：分子、个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、全球生态学。（分辨率和空间尺度增加） 三、生态学的实验科学属性 科学的发展与研究方法和技术设备有关。在传统的生态学研究中，生态学侧重于研究对象的描述，所采用的研究方法（如直观描述，调查分析，数理统计，单项实验等）都很简单。设备也很简单。 因此，生态学被误认为是一门描述性的、近似于思维方法论的和社会科学的一门学科。特别是近十几年来，随着生态学向经济科学和人文社会学科的渗透，使人们感觉到生态学似乎越来越偏离自然科学，而向社会科学靠近了。 然而，生态学来源于生物学，其研究对象是生物与环境之间的相互关系。它始终围绕着生物与环境之间的物质循环、能量流动、信息传递（乃至资金流动）开展研究，就必然要与生物学实验、环境学实验、物理、化学实验等打交道，就需要通过实地观测与调查研究，获取实验数据来认识和回答各种种样的生态学过程及其内在机理。因此，总体上讲，生态学必然是一门实验科学，它的天然实验室就是自然界（或人类社会）。 生态学实验的特点： 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学；3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学 科具有交叉渗透性；
层次分析法的优缺点： 优点： 1.系统性的分析方法 层次分析法把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具。系统的思想在于不割断各个因素对结果的影响，而层次分析法中每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果，而且在每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化的，非常清晰、明确。这种方法尤其可用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期等的系统评价。 2.简洁实用的决策方法 这种方法既不单纯追求高深数学，又不片面地注重行为、逻辑、推理，而是把定性方法与定量方法有机地结合起来，使复杂的系统分解，能将人们的思维过程数学化、系统化，便于人们接受，且能把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，最后进行简单的数学运算。即使是具有中等文化程度的人也可了解层次分析的基本原理和掌握它的基本步骤，计算也经常简便，并且所得结果简单明确，容易为决策者了解和掌握。 3.所需定量数据信息较少 层次分析法主要是从评价者对评价问题的本质、要素的理解出发，比一般的定量方法更讲求定性的分析和判断。由于层次分析法是一种模拟人们决策过程的思维方式的一种方法，层次分析法把判断各要素的相对重要性的步骤留给了大脑，只保留人脑对要素的印象，化为简单的权重进行计算。这种思想能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题。 缺点： 1.不能为决策提供新方案 层次分析法的作用是从备选方案中选择较优者。这个作用正好说明了层次分析法只能从原有方案中进行选取，而不能为决策者提供解决问题的新方案。这样，我们在应用层次分析法的时候，可能就会有这样一个情况，就是我们自身的创造能力不够，造成了我们尽管在我们想出来的众多方案里选了一个最好的出来，但其效果仍然不够人家企业所做出来的效果好。而对于大部分决策者来说，如果一种分析工具能替我分析出在我已知的方案里的最优者，然后指出已知方案的不足，又或者甚至再提出改进方案的话，这种分析工具才是比较完美的。但显然，层次分析法还没能做到这点。 2.定量数据较少，定性成分多，不易令人信服 在如今对科学的方法的评价中，一般都认为一门科学需要比较严格的数学论证和完善的定量方法。但现实世界的问题和人脑考虑问题的过程很多时候并不是能简单地用数字来说明一切的。层次分析法是一种带有模拟人脑的决策方式的方法，因此必然带有较多的定性色彩。这样，当一个人应用层次分析法来做决策时，其他人就会说：为什么会是这样？能不能用数学方法来解释？如果不可以的话，你凭什么认为你的这个结果是对的？你说你在这个问题上认识比较深，但我也认为我的认识也比较深，可我和你的意见是不一致的，以我的观点做出
层次分析法的优劣势分析： 优势： 1.系统性的分析方法 层次分析法把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具。系统的思想在于不割断各个因素对结果的影响，而层次分析法中每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果，而且在每个层次中的每个因素对结果的影响程度都是量化的，非常清晰、明确。这种方法尤其可用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期等的系统评价。 2.简洁实用的决策方法 这种方法既不单纯追求高深数学，又不片面地注重行为、逻辑、推理，而是把定性方法与定量方法有机地结合起来，使复杂的系统分解，能将人们的思维过程数学化、系统化，便于人们接受，且能把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，最后进行简单的数学运算。即使是具有中等文化程度的人也可了解层次分析的基本原理和掌握它的基本步骤，计算也经常简便，并且所得结果简单明确，容易为决策者了解和掌握。 3.所需定量数据信息较少 层次分析法主要是从评价者对评价问题的本质、要素的理解出发，比一般的定量方法更讲求定性的分析和判断。由于层次分析法是一种模拟人们决策过程的思维方式的一种方法，层次分析法把判断各要素的相对重要性的步骤留给了大脑，只保留人脑对要素的印象，化为简单的权重进行计算。这种思想能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题。 劣势： 1.不能为决策提供新方案 层次分析法的作用是从备选方案中选择较优者。这个作用正好说明了层次分析法只能从原有方案中进行选取，而不能为决策者提供解决问题的新方案。这样，我们在应用层次分析法的时候，可能就会有这样一个情况，就是我们自身的创造能力不够，造成了我们尽管在我们想出来的众多方案里选了一个最好的出来，但其效果仍然不够人家企业所做出来的效果好。而对于大部分决策者来说，如果一种分析工具能替我分析出在我已知的方案里的最优者，然后指出已知方案的不足，又或者甚至再提出改进方案的话，这种分析工具才是比较完美的。但显然，层次分析法还没能做到这点。 2.定量数据较少，定性成分多，不易令人信服 在如今对科学的方法的评价中，一般都认为一门科学需要比较严格的数学论证和完善的定量方法。但现实世界的问题和人脑考虑问题的过程很多时候并不是能简单地用数字来说明一切的。层次分析法是一种带有模拟人脑的决策方式的方法，因此必然带有较多的定性色彩。这样，当一个人应用层次分析法来做决策时，其他人就会说：为什么会是这样？能不能用数学方法来解释？如果不可以的话，你凭什么认为你的这个结果是对的？你说你在这个问题上认识比较深，但我也认为我的认识也比较深，可我和你的意见是不一致的，以我的观点做出
理解： 1、双种群的竞争。 2、生态学实验的特点。 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学； 3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学科具有交叉渗透性； 4）生态学的不同尺度，决定了其不同实验方法的巨大差异性，如宏观生态学的研究方法与微观生态学研究方法。 3、Logistic模型的意义。？ 逻辑斯谛模型的两个参数r和K，均具有重要的生物学意义。r表示物种的潜在增殖能力，K是环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。但应注意K同其他生态学特征一样，也是随环境（资源量）的改变而改变的。 4、逻辑斯谛增长模型的重要意义。 1）它是许多两个相互作用种群增长模型的基础； 2）它也是渔业、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量（的主要模型； 3）模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。 5、某一具体群落中某一物种的生态位大小的取决因素。 1）物种对环境因子的生理学适应也就物种基础生态位的大小 2）与其它物种的相互作用，主要是指物种间的竞争状况 3）群落中环境因子（梯度）的分布状况 这三个因素的综合作用通过物种在群落中的分布及其与环境因子分布的吻合程度而得以反映。 6、绝对密度测定与相对密度测定。 （1）绝对密度测定 总数量调查方法：计数某地段中某种生物个体的全部存活者数量/总面积 取样调查法：计数种群的一部分，用以估计种群整体。抽样，取平均，推广。 （2）相对密度测定这类方法是很多的。可分两类，一是直接数量指标，如捕捉法；另一类是间接数量指标，如通过兽类的粪堆计数估计兽类的数量，以鸟类的鸣叫声估计鸟类数量的多少等。还有很多指标可以估计动物的相对数量。 7、生态位的测定类型。 1）未考虑资源利用率的测度 2）考虑资源利用率的测度 3）多维生态位宽度的测定 8、数据转换的目的 一是为了改变数据的结构，使其能更好地反映生态关系，或者更好地适合某些特殊分析方法。比如非线性关系的数据通过平方根转换可以变成线性结构，这样对线性方法比如PCA就更为合适 二是为了缩小属性间的差异性，由于属性的量纲不同，往往不同属性间的数据差异很大，比如不同的环境因子测量值，对数转换可使得数据值趋向一致。 三是从统计学上考虑。如果抽取的样品偏离正态分布太远，可以进行适当转换。 9、种群动态的基本研究方法。 10、种群离散增长模型的4个假定。 Nt+1=λNt或Nt=N0λt 1）环境条件允许种群有一个最大值K 2）种群增长率降低的影响是最简单的，即其影响随着密度上升而逐渐地、按比例地增加。 3) 种群中密度的增加对其增长率的降低作用是立即发生的，无时滞 4）种群无年龄结构及无迁出和迁入现象。
《生态学研究方法》教学大纲 开课学期：秋季 先修课程：普通生态学、植物地理学 授课对象：环境科学专业本科2或3年级学生 课程目标：本课程通过对生态学研究的方法论、发展历史和不同研究层次的方法手段等的系统介绍，并辅以相应的操作实习，旨在使学生对生态学研究的方法手段有一个 全面的了解，建立起提出、分析和解决问题的思维框架和实际操作能力。 学时：51学时。其中授课45学时，实验学时6学时。合计3个学分。 教材：自编讲义 参考书：（1）Ecological Methodology.Krebs J. Charles, 1998 （2）Scientific methods for ecological research. E. David Ford. Cambridge University Press. 2000. （3）生态学的理论与方法。R. McIntosh著，徐嵩龄译，1992年； （4）生态学调查方法手册。（英国）W.J. Sutherland等著，张金屯译，1999年； （5）植被数量生态学方法。张金屯，1995年； （6）普通生态学－原理、方法和应用。郑师章，吴千红，王海波等编著，1994年； （7）普通生态学实验手册。G.W. Cox著，蒋有绪译，1979年。 （8）陆地生物群落调查观测与分析。董鸣主编，中国标准出版社，1996年。 （9）森林生态系统定位观测提纲及数据库建设。《中国森林生态系统结构与功能规律研究》项目组编著，1993。 （10）植物生态学实验。内蒙古大学生物系编著，高等教育出版社，1986年 （11）植被生态学的目的与方法。Ellenberg，Muller- Daumbois （12）景观生态学－格局、过程、尺度与等级。邬建国，高等教育出版社，2000年（13）植物种群学。王伯荪，李鸣光，彭少麟著，广东高等教育出版社，1995年 （14）当代生态学博论。刘建国主编，中国科学技术出版社，1992年 （15）试验设计的技术与方法。栾军编著，上海交通大学出版社，1987年 一、时间安排 9月12日～1月2日，24次课，48学时，3学分。其中10月1、3日课程与国庆节冲突，1月1日与元旦冲突，实际上课21次，中间安排3次实习，具体时间另行通知。在第24次课将作考前辅导；最后一次课考试。学校规定上课时间到1月6日止，6～17日停课复习。 考核方式：包括平时考核、实习情况和期中、期末考试。平时的考核包括课后思考题，课前不定期穿插小测验。平时成绩占40％，期中考试占20％，期末考试40％。 二、课程目标 本课程以研究方法讲解为主，同时配合数据练习；辅以3次操作性实习；最后通过卷面考试进行一次全面的考核。 通过上述途径，使学生对生态学研究的基本途径、发展过程及其当前进展获得一个全面的认识；了解生态学研究的方法论途径；学习关于生态学研究的基本概念、基本方法和基本技能；并获得一定的研究实践经验。 在内容上，将涉及现代生态学几个主要分支：种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学和全球生态学的研究方法，但以陆生植物生态学为主；涉及生态学研究的野
一、引言 层析分析法是将定量与定性相结合的多目标决策法,是一种使用频率很高的方法,在经济管理、城市规划等许多领域得到了广泛应用。由于其结果受主观思维的影响较大,许多科研工作者对其进行了深入的研究,将模糊理论与层次分析法相结合,提出了模糊层次分析法。为克服层次分析法中判断矩阵的一致性与人类思维的一致性存在的显著差异,文献[1-2]引入了模糊一致矩阵。为解决解的精度及收敛问题,文献[3-4]引入幂法来求排序向量。运用模糊层次分析法研究实际问题时,常采用迭代法来得到精度更高的排序向量,这就要求选择合适的初始值并通过大量的计算,为此,文中利用三种方法计算了初始排序向量,并给出了算法的Matlab程序,最后通过实例说明。 二、模糊层次分析法 为解决AHP种所存在的问题,模糊层次分析法引入模糊一致矩阵,无需再进行一致性检验,同时使用幂法来计算排序向量,可以减少迭代齿数,提高收敛速度,满足计算精度的要求.具体步骤: 1.构造优先关系矩阵 采用0.1～0.9标度[2],建立优先判断矩阵 2.将优先关系矩阵转化为模糊一致矩阵 3.计算排序向量 (1)和行归一法: (2)方根法: (3)利用排序法: (4)利用幂法[5-6]求精度更高的排序向量: 否则,继续迭代。 三、模糊层次分析法的程序实现 给出模糊层次分析法的Matlab程序。 clear; clc; E=input('输入计算精度e:') Max=input('输入最大迭代次数Max:')
F=input('输入优先关系矩阵F:'); %计算模糊一致矩阵 N=size(F); r=sum(F'); for i=1:N(1) for j=1:N(2) R(i,j)=(r(i)-r(j))/(2*N(1))+0.5; end end E=R./R'; % 计算初始向量---------- % W=sum(R')./sum(sum(R)); % 和行归一法 %--------------------------------------------------------- for i=1:N(1) S(i)=R(i,1); for j=2:N(2) S(i)=S(i)*R(i,j); end end S=S^(1/N(1)); W = S./sum(S);%方根法%-------------------------------------------------------- % a=input('参数a=?'); %W=sum(R')/(N(1)*a)-1/(2*a)+1/N(1); %排序法 % 利用幂法计算排序向量----V(:,1)=W'/max(abs(W)); %归一化 for i=1:Max V(:,i+1)=E*V(:,i); V(:,i+1)=V(:,i+1)/max(abs(V(:,i+1))); if max(abs(V(:,i+1)-V(:,i)))k=i; A=V(:,i+1)./sum(V(:,i+1)); break Else End End 四、计算实例
生态学研究方法知识点概括 第一章绪论 1.生态学研究的基本方法： ①原地观测 ②受控实验 ③生态学研究方法分析 2.原地观测的容： ①野外考察 ②定位观测 ③原地实验 3.生态学综合研究的研究方法： ①资料的归纳和分析 ②生态学的数值和排序 ③生态学的数学模型和仿真 4.生态学研究的基本指导思想： ①层次观 ②整体论 ③系统学说 ④协同进化 5.生态学研究的组织层次 基因—细胞—器官—个体—种群—群落 6.名解： 受控实验：是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中，研究单项或多项因子与相互作用及其对种群或群落影响的方法技术 协同进化：两个或多个物种在种群动态上的相互影响彼此在进化过程和方向上的相互作用，包括生物与生物之间和生物与环境之间的协同进化 7.原地观测：指在实地对生物与环境关系的考察 第二章野外环境生态因子的观测 1.名解： 环境因子：组成环境的所有要素的总和 生态因子：指环境中对生物的生长，发育，生殖，行为和分布有着直接或间接影响的环境要素 地形因子： 气候因子： 溶解氧：在水中溶解分子态的氧 电导率：电导反应了水中含盐量的多少，水越纯净，含盐量越少电阻越大，电导越小。 色度：颜色，浊度，悬浮物等都是反应水体外观的指标 2.生态因子的分类 按生命特征：（1）生物因子（2）非生物因子 按性质分：（1）气候因子（2）土壤因子（3）生物因子（4）地形因子（5）人为因子 按种群数量变动的影响：（1）密度制约因子（2）非密度制约因子
按生态因子稳定性：（1）稳定因子（2）变动因子 3.地形因子包括哪些？ 地理位置海拔高度海陆位置经纬度坡度 4.气候因子包括那些数据？ 太阳辐射强度光照强度空气温度空气湿度土壤温度大气降水风速风向降水量 5.地温（土壤温度）用曲管地温表测量；大气降水用雨量器和雨量计测量；空气湿度用温度计或干湿球温度表测量。 6.水样的采集：现场测定的有PH值、电导率和溶解氧。 7.色度的测量方法： ①铂钴标准比色法 ②稀释倍数法 ③分光光度法 8.了解GPS 统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典，它极提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 第三章生态学观测的取样设计 1.取样的定义与类型：抽取其中一部分作为样本来获取数据并进行分析，进而推断总体的特征，这个过程成为取样。 ①主观取样 ②客观取样（概率取样法） 2.客观取样包括哪些取样方法并了解各取样方法： ①随机取样：样方的设置是随机的，即每一样品单位被抽取的机会是相等的；一般随机取样的方法是将研究地区放入一个垂直坐标中用成对的随机数作为坐标值来确定样方的位置。（缺点：在实际研究中往往难以确切设置，尤其是地形复杂等地；优点：可用于统计分析）②系统取样：根据某一规则系统的设置样方，也叫规则取样；在大多数情况下，先用地形等因素确定第一个样方设置（优点：取样简单，样品分布普遍，代表性强，在植被变差较小的情况下效果好；缺点：好坏不能客观评价，数据也不能进行统计分析） ③限定随机取样（系统随机取样）：是系统取样和随机取样的结合，兼有二者的优点，先用系统法将研究地段分成大小相等的区组，然后在每一小区再随机地设置样方（优点：每个区组每个样品被抽取的机会更大，且数据可进行统计分析；缺点：在野外可能更费时间） ④分层取样：将研究地段按自然的界限或生态学标准分成一些小的地段，小地段的划分不是统计学方法，而是自然的界限或生态学的标准（优点：简便易做，也是应用最多的方法；缺点：小地段的大小一般是很难知道的，不等的所以难以进行统计分析） ⑤集群取样：是一种二维水平取样，即首先随机选取样点，在每一个样点取一些样方（而不是一个样方），在这特殊调查中更有效，可有多种设计方案，根据所研究的对象不同而有差异 ⑥环境因子取样：对环境因素，某些因子的值只与样方位置有关 3.群落的最小面积的定义及几种需要了解的群落最小面积
生态学考研试题 一、名词解释（共40分，每体4分） 种群空间分布格局生态因子生活型谱构件生物 原生演替林德曼效率群落排序生态对策种间关联 二、填充（共15分，每空1分） 1、生物多样性一般有三个水平_________、__________、____________。 2、群落演替按演替发生的时间进程可分为：__________ 、_________ 、_________ 。 3、影响陆地生物群落分布的主要因素是：__________ 、__________ 、__________ 。 4、种群动态主要表现在：__________ 、___________ 、___________ 。 5、生物地化循环可分为：__________ 、___________ 、___________ 。 三、问答题（共30分，每题10分） 1、简述群落的基本特征。 2、试述种群两种进化动力的关系。 3、用能量流程图简述在最适条件下植物利用太阳能形成净初级生产力（千卡·米－2·天－1）。 四、计算题（15分） 用比例重叠法计算A、B两物种利用食物资源（以食物大小表示）的生态位重叠值？ 物种食物资源大小（mm） 1-10 11-20 21-30 A 11 2 0 B 5 2 1 一、名词解释（每题3分，共30分） 生态型协同进化生态入侵演替群落排序 生态位食物链初级生产力负载量（carrying capacity) 同资源种团（GUILD） 二、问答题（70分） A 必答题（10分） 绘图说明生态系统能量流动的渠道和基本特点。 B选答题（任选4题，每题15分） 1、试论Logistic种群增长模型中各参数的生物学意义及该模型的适用性和局限性。 2、试分析野生生物管理应遵循的生态学原则。 3、试述捕食对群落结构的影响。 4、比较三种演替理论模型的异同点。 5、试论“冷血生物——温血生物（cold-blood vs warm-blood)";"同温生物——异温生物（homentherm vs poikilotherm)";"内热生物——外热生物（ectotherm vs endotherm)"三对术语的含义及适用范围。 一、名词解释 生态位内禀增长能力生物地化循环生态入侵生活型顶极群落
层次分析法综述 摘要：层次分析法(AHP法) 是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法将定量分析与定性分析结合起来，用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度，并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数，利用权数求出各方案的优劣次序，比较有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。 关键字:层次分析法权重一致性检验 1、层次分析法的概述 1.1层次分析法产生的背景 定量分析方法对于社会科学的发展产生了巨大的促进作用，因此越来越受到重视，特别是最优化模型，曾一度在决策问题中得到非常广泛应用。但在应用过程中，也出现了一些问题，主要体现在以下几个方面： 第一、社会问题的复杂性决定了难以构造合适的模型。即使构造出数学模型，有时也难以准确说明问题或者难以执行。 第二、决策问题带有相当多的主观性，而这很难体现在最优化模型中。 第三、庞大的模型成本太大，难以理解。 由于存在上述问题，人们重新思考数量方法在社会科学中的作用，特别是对于决策问题，如何既考虑数学分析的精确性，又考虑人类决策思维过程及思维规律，即定性与定量相结合，正是在这种背景下，产生了层次分析法。 1.2层次分析法的发展 层次分析法（The Analytic Hierarchy Pricess，以下简称AHP）是由美国运筹学家、匹兹堡大学萨第（T.L.Saaty）教授于本世纪70年代提出的，他首先于1971年在为美国国防部研究“应急计划”时运用了AHP，又于1977年在国际数学建模会议上发表了“无结构决策问题的建模—层次分析法”一文，此后AHP在决策问题的许多领域得到应用，同时AHP 的理论也得到不断深入和发展。目前每年都有不少AHP的相关论文发表，以AHP为基本方法的决策分析系统—“专家选择系统”软件也已早推向市场，并日益成熟。 AHP于1982年传入我国。在当年召开的中美能源、资源、环境会议上萨第教授的学生高兰尼柴（H.Gholamnezhad）向中国学者介绍了这一新的决策方法。随后，许树柏等发表了发表了国内第一篇介绍AHP的文章“层次分析法—决策的一种实用方法”（1982年）。此后，AHP在我国得到迅速发展，1987年9月我国召开了第一届AHP学术讨论会，1988年在我国召开了第一届国际AHP学术会议，目前AHP在应用和理论方面得到不断发展与完善。 2、层次分析法的特点 2.1优点： 1．系统性的分析方法 层次分析法把研究对象作为一个系统，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，
第八章 层次分析法 层次分析法（Analytic Hierarchy Process ，简称AHP ）是对一些较为复杂、较为模糊的问题作出决策的简易方法，它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。它是美国运筹学家T. L. Saaty 教授于70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。 §1 层次分析法的基本原理与步骤 人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中，面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统。层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。 运用层次分析法建模，大体上可按下面四个步骤进行： （i ）建立递阶层次结构模型； （ii ）构造出各层次中的所有判断矩阵； （iii ）层次单排序及一致性检验； （iv ）层次总排序及一致性检验。 下面分别说明这四个步骤的实现过程。 1.1 递阶层次结构的建立与特点 应用AHP 分析决策问题时，首先要把问题条理化、层次化，构造出一个有层次的结构模型。在这个模型下，复杂问题被分解为元素的组成部分。这些元素又按其属性及关系形成若干层次。上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。这些层次可以分为三类： （i ）最高层：这一层次中只有一个元素，一般它是分析问题的预定目标或理想结果，因此也称为目标层。 （ii ）中间层：这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干个层次组成，包括所需考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。 （iii ）最底层：这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等，因此也称为措施层或方案层。 递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关，一般地层次数不受限制。每一层次中各元素所支配的元素一般不要超过9个。这是因为支配的元素过多会给两两比较判断带来困难。 下面结合一个实例来说明递阶层次结构的建立。 例1 假期旅游有、、 3个旅游胜地供你选择，试确定一个最佳地点。 1P 2P 3P 在此问题中，你会根据诸如景色、费用、居住、饮食和旅途条件等一些准则去反复比较3个侯选地点。可以建立如下的层次结构模型。 目标层 选择旅游地 O 准则层 景色 费用 居住 饮食 旅途 C 措施层P 1P 2P 3P
基于改进层次分析法的模糊综合评判模型 2004 年3 月SHUILI XUEBAO 第 3 期文章编号：0559-9350 (2004) 03-0065-06 基于改进层次分析法的模糊综合评价模型 金菊良1，魏一鸣2，丁晶3 (1.合肥工业大学土木建筑工程学院，安徽合肥230009 ；2.中国科学院科技 政策与管理科学研究所，北京100080 ； 3. b5E2RGbCAP 四川大学水利水电工程学院，四川成都610065) 摘要：模糊综合评价在理论和应用中的关键问题是如何合理确定各评价指标的权 重。为此，提出了直接根据单指标相对隶属度的模糊评价矩阵，构造层次分析法中的判断矩阵，用以确定各评价指标权重。给出了用加速遗传算法检验和修正判断矩阵的一致性和计算判断矩阵各要素的权重的模糊综合评价模型(AHP_FCE。实例表明， AHP_FC方法简便和通用，计算结果较为客观和稳定，在系统工程理论和实践的各种综合评价中具有推广应用价值。关键词：模糊综合评价；层次分析法；判断矩阵；加速遗传算法中图分类号：TV213 文献标识码：A p1EanqFDPw 作为定性分析和定量分析综合集成的一种常用方法，模糊综合评价(Fuzzy Comprehe nsive :1 ?3] Evaluation_FCE)已在工程技术、经济管理和社会生活中得到广泛应用。目前模糊综合评价的研究难点之一，就是如何科学、客观地将一个多指标问题综合成一个单指标的形式，以便
在一维空间中实现综合评DXDiTa9E3d [4 ?6] 价，其实质就是如何合理地确定这些评价指标的权重。在近年来提出的确定权重的主要方法中，等权 [2]重法在各方案的综合评价值相差不大时常常给决策带来困难；统计试验法、专家评分法和集值统计迭代 [ 3][3，7] 法在评价指标较多时实现起来较为困难；权重随各评价指标值的不同取值状态而变化的变权重法，是将权重作为各评价指标值的函数，而构造该函数的形式需根据对研究问题具体情况的深刻理解和丰富的应用数学经验进行，有时需要通过大量的统计来描绘“权重矢量场”，进而得出近似公式，因此变权重法实际应用起来很困难；层次分析法(Analytic Hierarchy Process_AHP)，是从定性分析到定量分析综合集成的一 种典型的系统工程方法，它将人们对复杂系统的思维过程数学化，将人的主观判断为主的定性分析进行定量化，将各种判断要素之间的差异数值化，帮助人们保持思维过程的一致性，适用于复杂的模糊综RTCrpUDGiT [ 1，4，6，8] 合评价系统，是目前一种被广泛应用的确定权重的方法。AHP在实用中存在的主 要问题是如何构造、检验和修正判断矩阵的一致性问题和计算判断矩阵各要素的权重。目前已提出的处理方法的主要问题是主观性强、修正标准对原判断矩阵而言不能保证是最优的或只对判断矩阵的个别元素进行修正，但至今尚没有一个统一的修正模式，实际应用AHP时多数是凭经验和技巧进行修正，缺乏相应的科学理论和方法指导 9] 5PCzVD7HxA 在上述研究的基础上，本文提出了根据模糊评价矩阵构造用于确定各评价指标 权重的判断矩阵的新思
校园环境质量的模糊综合评价方法 信息与计算科学2003级马文彬 指导教师杜世平副教授 摘要：本文应用模糊数学理论，把模糊综合评价方法具体应用到校园环境质量综合评价研究中，结合校园的实际情况将环境评价系统根据需要分成若干个指标，建立了因子集、评价集、隶属函数和权重集，实现对校园环境的质量等级综合评判。采用层次分析法计算评价的权重集，并对取大取小算法和评价结果的最大隶属度原则进行了改进，取得较好的效果。实例表明：模糊综合评价方法可操作性强、效果较好，可在一般环境的质量评价中广泛应用。 关键词：校园环境质量，模糊综合评价，层次分析法，权重 Fuzzy Comprehensive Evaluation Method for the Environment Quality of university Campus MA Wen-bin Information and Computational Science , Grade 2003 Directed by Du Shi-ping (Associate Prof ) Abstract: In this paper,based on fuzzy mathematics theory, the fuzzy comprehensive evaluation is applied in the environment quality evaluation of university campus,combining the actual situation list to evaluate the general level of university campus by fuzzy comprehensive evaluation. By setting up the factor sets, the evaluation sets, subjection functions and the weighting sets. Implementation of the Campus Environment Quality Level comprehensive evaluation. The evaluation of the weighting sets are made by AHP. The choosing big or small algorithm and the maximal subjection degree of the evaluation result is improved, and the effect is very good.The applying example indicates: the researched method is feasible and effective, it can be used widely in the environment quality assessment. Keywords:Environment quality of university campus，Fuzzy Comprehensive Evaluation，Analytical Hierarchy Process，Weighting
生态学的研究方法 摘要：本文就生态学研究的方法论进行了浅括。任何科学研究都包括两个层面，即如何思考和如何做。生态学研究需要先对自然界或实验室中的生态现象进行观察记载、测计度量和实验，再对资料数据进行分析综合，然后用数学模型找出生态学规律。最后本文就当前生态学研究的发展趋势进行了展望。 关键词：生态学，研究方法，展望 ABSTRACT In this paper, we summary the methods of research on ecology. Any researches include two factors that are how to think and how to do. When studying ecology, we need to observe and record ecological phenomena, then analysis the data .Finally, use mathematical models to find the law of ecology. At the end of this paper. We prospect the trend of ecological research . Key words: Ecology, Methodology , Prospect 生态学是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。任何科学研究都包括四个环节，首先根据已有理论，提出科学问题。然和通过观察记载、测计度量和实验收集数据，通过归纳法予以系统分析。再根据研究结果，演绎新的推论，最后通过实验验证，判断这一过程成功与否。从50年代开始，生态学研究方法一方面趋向专门化，针对不同对象和问题，设计了各种专用的方法技术；另一方面是强调系统化，表现是为各类生物系统制定出生态综合方法程序。生态学研究的专门化与系统化同时并进，彼此汇合，是学科方法体系日趋成熟的标志。下面就生态学研究的方法论进行阐述。 一生态学研究的方法论 1 基本逻辑：归纳与演绎 前提与结论之间存在或然关系（即非确定性的相互关系）的推论过程。亚里斯多德最早提到归纳法，但英国唯物主义哲学家Francis Bacon是归纳逻辑的奠基人的《新工具论》（1620）。他提倡通过归纳事实，产生低级的理论，再由低级的理论上升到高级的理论，最后形成公理，从而遵循从特殊到一般的过程。他的逻辑方法是对中世纪欧洲神学欺人自欺的演绎逻辑的反动，并且是近代实验科学的方法论。归纳法在现代数学中的代表是概率统计。归纳推理所得到的结论是超
第7章生态学主要研究方法 7.1 个体生态 7.2 种群生态 7.3 群落生态 7.4 生态系统 7.5 景观生态 7.1 个体生态研究方法 生态因子对个体的影响及个体的生态适应 ?测定各种生态因子作用下生物个体生长、发育、繁殖等方面的影响 7.1.1 常用测定指标 测定指标主要是： ?生长量（高、径、花枝、果枝） ?物候期 ?光合、蒸腾 ?酶及其他生化产物含量 7.1.2 仪器设备 生长观测用常规方法 生理指标常用光合系统，可以测定植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等 生化指标采用实验室常规方法，首选国际通用方法，其次是国家标准和行业标准 7.1.3 试验设计方法 主要采用实验室测定和场地盆栽的形式进行，少数采用野外直接测定的方法 发表的论文大多数是用折线图反映不同因素对植物个体生理生化作用的影响 鲜有进行统计学检验和分析 为什么？ 试验设计的缺陷 最常见的是做组织培养，都只有一种培养基接种多少瓶，一瓶有几个外植体 最后在写论文的时候觉得需要进行方差分析，就临时将每个处理的9瓶分为三个区组，每三瓶为一区组，每区组三瓶成为重复 这是不规范的 （1）实验室和盆栽试验： 关键问题： ?处理和对照的设定 ?试验设计的重复性，包括区组和重复 每个处理盆栽几盆不叫区组 具体参照生物统计和田间试验设计 ?先将盆栽或露地幼苗分为三个区组，一般盆栽可以将幼苗分为三个大小、生长状
况无明显差异的三个区组 ?露地幼苗一般采用三块相邻的苗圃地作为三个区组，或者一块大苗圃地分为三个 部分，每一部分作为一个区组，注意区组间地形、地貌、水分、养分、生长状况应该保证无显著差异（需要进行统计学分析和检验） ?每个区组应包含所有的处理水平，包括对照，每个处理水平作为一个小区 ?每个处理水平（小区）还必须包含若干个体（重复株数） ?重复株数的多少要根据后期指标测定的需要确定，应能保证所有指标测定，特别 要注意破坏性采样，如测定不同时期的生物量就需要整个植株采样，这样的话，每个小区重复数一定要足够多，设计的时候要考虑总共采样多少次，每次采样多少株，再加上成活率等意外影响 ?每个植株或者器官采样之后进行生长、生理生化指标的测定，每个指标的测定也 需要重复 以水分胁迫对银杏幼苗的生理特性的影响研究为例 ?如果因子少，如单一研究不同水分胁迫水平的影响，一般采用单因素随机区组设 计 ?如果同时考虑水分和光胁迫的影响以及两因子的交互作用——光胁迫是否会加 重原有的水分胁迫还是减轻水分胁迫？一般需要采用多因素随机区组设计 ?如果因子更多 建议采用正交试验设计 （2）野外样地或无样地法 样地法： ?可以对部分因素进行人为控制，尽量减少非试验因素的干扰 ?需要建立样地，平时需要管理 ?野外样地有固定样地和临时样地，固定样地还有永久性样地和非永久性样地 ?样地可以进行长期定位研究 ?样地可以进行大树的测定 ?临时样地和非永久性样地可以进行破坏性取样和测定 ?但是永久性样地不能，只能进行非破坏性的监测指标测定 ?对于需要的破坏性采样必须在样地外的缓冲区进行 无样地法 ?简单易行 ?但是具有更多的不可控因素，可能对结果产生不可预知的影响 ?研究中需要对每个样株所涉及的各种个体特征、外在环境因素（气候、土壤）及
名词解释 概念： 1）环境生态学：研究认为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。 2）生态学：研究有机体与其周围环境——包括非生物环境和生物环境——相互关系的科学。 3）物种：是由内在因素（特殊、遗传、生理、生态及行为）联系起来的个体集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。 4）环境：是指某一特定的生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物或生物群体的一切事物的总和。 5）生态因子：是指环境中对生物生长、发育、升至、行为和分布有直接或间接影响的环境要素，如温度、适度、食物、氧气、二氧化碳、和其他相关生物。 6）生态环境：所有的生态因子构成生物的生态环境。 7）生境：具体的生物个体和群体的生活地段上的生态环境称为生境，其中包括生物本身对环境的影响。 8）生态幅：生物对每一种生态因子都有其耐受的上线和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，称生态幅。 9）个体：种群的基本组成单位 10）种群：在一定空间中的同种个体的组合。 11）生物群落：生物群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具备特定功能的生物集合体 12）生态系统：就是在一定空间中栖居着的所有咸亨无（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体 13）生态对策：生物在进化过程中所形成的各种特有的生活史特征，是生物适应于特定环境所具有的一系列生物学特性的设计。 14 生态位：自然生态系统中一个种群在时间、空间生的位置及其于相关种群之间的功能关系。 15）优势种：对群落结构和群落环境的形成其主要作用的植物称为优势种 16）建群种：优势种中起构建群落作用的中称为建群种。 17）亚优势种：个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。 18）伴生种:伴生种为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。 19）偶见或罕见种：在群落中出现频率很低的物种。， 20）关键种：在维护生物多样性和生态系统稳定方面起着重要作用。如果他们消失或减弱整个生态系统就可能要发生根本性的变化，这样的物种称为关键种。 21）冗余种：相对于需求有过多剩余的种 22）食物链：把生物与非生物，生产者与消费者，消费者与消费者连成一个整体 分为牧食食物链和碎屑食物链两大类 23）食物网：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它们往往交叉链锁形成复杂的网络式结构即食物网 24）顶位种：在食物网中不被其他任何天敌捕食的物种
生态学习题及参考答案 绪论（０） 一、名词解释 1、生态学：生态学是研究生物及环境间相互关系的科学。 2、生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。 3、尺度：是指生态现象或生态过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。 二、单项选择题 1、最早给出“生态学”定义的是（B）。 A．奥德姆 B．海克尔 C．达尔文 D．高斯 2、在诸生态因子中 B 的因子称为主导因子。 A 能替代少数其他因子 B 对植物生长发育有明显影响 C 把其他因子的直接作用变为间接作用 D 对其他因子有影响作用 3、著有《生态学基础》一书并因此获得“泰勒”奖，被誉为“现代生态学之父”的是下列哪位 生态学家？（A） A．Odum B．Haeckel C．Clements D．Tansley 4、下列表述正确的是（Ｃ）。 Ａ．生态学是研究生物形态的一门科学 Ｂ．生态学是研究人与环境相互关系的一门科学 Ｃ．生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系的一门科学 Ｄ．生态学是研究自然环境因素相互关系的一门科学 5、根据研究方法，一般可把生态学分为野外生态学、理论生态学和（A）。 A．实验生态学B．种群生态学C．行为生态学D．草原生态学 三、多项选择题 1、通常生态学所研究的几个可辨别尺度的亚部分包括（ABCD） A．个体B．种群C．群落D．生态系统 2、生态学研究方法包括（ABC）
A．野外B．实验C．理论 四、填空题 1、生态学是研究生物及环境相互关系的科学。 2、普通生态学通常包括个体、种群、群落和生态系统四个研究层次 3、理论生态学按照生物类别可分为植物生态学、动物生态学、微生物生态学、人类生态学等。 4、坦斯利于1935年首次提出了生态系统的概念。 5、生态学的研究方法可分野外、实验和理论的3类 6、生态学的定义是由Haeckel 于1866 年提出来的。 五、简要回答 1、什么是生态学?简述其研究对象和范围。 生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系的一门科学。由于生物是呈等级组织存在的，因此，从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统、景观直到生物圈都是生态学研究的对象和范围。 2、简述生态学的分支学科。 根据研究对象的组织层次分类：分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学与全球生态学等；根据生物类群分类：植物生态学、动物生态学、微生物生态学等；根据生境类型分类：陆地生态学、海洋生态学、森林生态学、草原生态学、沙漠生态学等；根据交叉学科分类：数学生态学、化学生态学、物理生态学等；根据应用领域分类：农业生态学、自然资源生态学、城市生态学、污染生态学等。 3、生态学发展经历了哪几个阶段？ 分为4个时期：生态学的萌芽时期（公元16世纪以前），生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末），生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代），现代生态学时期（20世纪60年代至现在）。 4、简述生态学研究的方法。 生态学研究方法包括野外调查研究、实验室研究以及系统分析和模型三种类型。 野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察研究，包括野外考察、定位观测和原地实验等方法。实验室研究是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研究单项或多项因子相互作用，及其对种群或群落影响的方法技术。系统分析和模型是指对野外调查研究或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析，表达各种变量之间存在的种种相互关系，反映客观生态规律性，模拟自然生态系统的方法技术。 六、论述题