农业生态系统模型

生态模型用于分析农业生态系统的系统动力学模型与相关的政策建议摘要：农业生态系统是一种寻求生态与经济间平衡并促进双方可持续发展的一种途径。

这篇文章建议以一种科学方法来分析生态农业的环境与经济影响并模拟他们长期发展的一种趋势。

在这里，我们以甘肃省平凉市崆峒区的生态农业为重点，同时我们创建一种名为（AEP-SD)的动力学模型来评估2009年到2050年该系统的综合影响。

在正常情况下，模拟结果显示，直到2027年快速改善并达到峰值，之后系统性能逐渐下降。

该模型显现出以前农业系统的缺陷和劣势，比如过度增加的牛屠宰量、不稳定的甲烷生产、缓慢发展的有机农业、不可持续的能源结构。

我们提供的系统改进策略，之后该模型证明他们确实能够减少不利影响并且消除系统减弱的潜在危害。

1、介绍随着人类经济活动规模在地球的增加，人们更加注意生态经济方法的交互作用。

（盖尔，2000:；popke，2005）。

作为一种经济活动，农业与环境拥有更直接更密切的相互作用。

农业发展不仅是人类生存的基础，同时也直接影响了全球的环境。

提高农业生产水品，建立生态农业系统，达到良好的生态效益与经济效益对于人类的发展有着至关重要的影响。

在最近几年，生态农业已经被很广泛的研究（克莱茵曼等人，1995年）。

一些研究已经从理论角度揭示了生态农业的含义和前景(Altieri and Anderson, 1986; Yunlong and Smit, 1994)，一些调查运用了案例研究来证明生态农业发展政策的优势（Larsson and Granstedt,2010; Maurer, 1989; Schroll, 1994)。

在农业发展中，越来越多的研究除了考虑经济效益外也将生态效益考虑在内，同时，很多因素已经可以为决策者提供有用的信息，比如氮利用效率和积累量（Granovsky et al.,2007; Hau and Bakshi, 2004; Hoang and Alauddin, 2011; Libralato et al., 2006; Sciubba, 2003),以不同的尺度，从农场和工厂到整个国家再到生物圈的角度来评估农业生产对环境和经济的贡献度(Hezri and Dovers, 2006; Hoang, 2011; Niemeijer, 2002; Piorr, 2003; Smithet al., 1999).现在很明显的是生态农业是一个包括生态、经济、工业、人类行为、政策和很多其他因素的复杂系统。

绝对责任（absolute liability）：不仅不必考虑行为人主观上是否有过错，甚至不必考虑行为人的行为是否合法，只要行为人从事了造成损害的行为，就应承担赔偿责任。

P188酸沉降（acid deposition）：包括酸性物质的湿沉降（例如酸雨、酸雪、酸雾、酸霰、酸雹）和酸性物质的干沉降[例如二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO x）、氯化合物等气体酸性物]。

P130酸雨（acid rain, acid precipitation）：是指pH小于5.6的雨水。

P130农业生态学（agricultural ecology, agroecology）：是运用生态学和系统论的原理和方法，把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究其中的相互联系、协同演变、调节控制和可持续发展规律的学科。

P1农业面源污染（agricultural non-point source pollution）：指在农业生产活动中，氮磷等植物营养物质、农药、除草剂以及其他有机或无机污染物质，通过农田的地表径流及农田渗漏，造成水体环境污染的现象。

P277农业资源（agricultural resources）：是一种特定的资源，是指农业生产活动中所利用的有形投入和无形投入。

它包括自然界的投入和来自人类社会本身的投入。

P139农业效益（agriculture effect）：指农业为人类提供各种利益所达到的实际效果，是农业生态系统服务功能的实际表现。

农业效益可以分为农业的社会效益、经济效益和生态效益。

P5农业生物多样性（agrobiodiversity）：是以自然多样性为基础，以人类生存和发展需求为目的，以生产生活为动力而形成的人与自然相互作用的生物多样性系统，是生物多样性的重要组成部分。

可分为狭义的农业生物多样性与广义的农业生物多样性。

P54农业生态系统（agroecosystem）：特别地指以农业生物为主要组分、受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。

农业生态系统模型模拟研究一、引言农业生态系统是人类与自然界之间的重要纽带，其稳定和健康状态对农业生产、生态环境和人类福祉具有重要影响。

为了更好地了解农业生态系统的演变和发展规律，研究人员一直致力于发展和应用农业生态系统模型。

该模型可以模拟和预测农业生态系统的生态变化规律，从而为农业发展和生态保护提供科学依据。

本文将探讨农业生态系统模型模拟研究的相关内容。

二、农业生态系统模型介绍农业生态系统模型是指利用数学和计算机模拟手段来模拟和研究农业生态系统的动态演变和发展规律的一种模型。

根据研究对象和目的的不同，农业生态系统模型大致可以分为三类：生物学模型、土壤水文模型和农业经济模型。

其中，生物学模型主要研究植物生长和发育过程；土壤水文模型主要研究土地水分运移和变化规律；农业经济模型主要研究农业生产效益和农民收入状况。

三、农业生态系统模型的建立农业生态系统模型的建立需要考虑多个因素，其中最重要的是研究对象和模型的目标。

在建立农业生态系统模型时，一般需要进行以下步骤：1.确定模型的研究对象和目标，确定研究的时间和空间尺度以及数据来源和采集方式。

2.采集和整理相关的统计数据和实验数据，进行数据预处理和分析，确定数据的准确性和可信度。

3.选择合适的模型结构和算法，考虑模型的可解释性、精度和适应性，并进行模型验证和调整。

4.建立计算机程序并进行模拟实验，得到预测结果并优化模型参数。

5.根据模拟结果和实验数据，对模型进行评价和改进。

四、农业生态系统模型的应用农业生态系统模型的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1.农业生产规划和管理。

农业生态系统模型可以预测和模拟农田作物生长和发育过程，对不同作物品种、播种密度、施肥和灌溉方式等生产措施的效果进行评估和决策，为农业生产规划和管理提供科学依据。

2.土地资源分析和评估。

农业生态系统模型可以模拟和预测土地利用和利用方式对土地资源的影响，评估土地的生态和经济价值，指导土地资源的合理利用和保护。

农田生态系统模型与农业资源高效利用研究员、博导　于　强1研究员、博导　王天铎2(11中国科学院地理科学与资源研究所禹城综合试验站,　北京100101;21中国科学院上海植物生理研究所光合作用研究室,　上海200032)摘　要:在过去的几十年中,系统分析方法在农业研究中的应用有了较大的发展。

在各种不同领域使用系统分析方法的科学家发展了许多不同类型的模型,其中有概念的、综合性的和概化的。

模型的意义是在不同尺度上整合多学科的研究结果。

概化模型用于土地利用的定量评价和在更高的尺度上的资源管理研究。

其它模型可以为政策制定者提供战略的和技术的决策支持。

作为信息技术和地学方法在农业中的应用,作物生长模型的研发是面向农田生态系统中的资源管理。

其目标是应用系统分析方法,以作物生长模型为核心,以区域资源环境数据库为基础,建立基于遥感和地理信息系统的决策支持系统和作物长势监测与产量预报系统。

关键词:作物生长模型　资源利用效率Agricultural E cosystem Model and H igh E fficient U tilization of R esourcesProfessor YU Q iang1Professor WANG Tianduo2(1.I nstitute of G eographic Sciences and N atural R esources R esearch,CAS,B eijing100101;2.Shanghai I nstitute of Plant Physiology,CAS,Shanghai200032)Abstract:The use o f systems approaches in agricultural research has increased considerably during the last decades.In these approaches,scientists around the world have developed several different types o f models.Con2 ceptual,comprehensive,and summary models f unction to integrate multidisciplinary research at various levels.Summary models are also used in quantitative land evaluation,and may structure resource management research at high aggregation levels.Other models may help policy maker s in their strategic and tactical decision making at various levels o f integration and aggregation.As a way to use information technology and geoscience in agri2 culture,crop growth model aims at resources management in agricultural ecosystem.A decision support system and monitoring o f growth status will be developed on the basis o f system approach,crop growth model and re2 gional resources database.K ey w ords:agricultural ecosystem model,agricultural resources 一、农业生态系统中作物产量形成与模型农业研究与生物学研究一样都是认识生物生产系统。

数学模型在农业生产中的应用研究农业生产一直是人类社会发展的基础，随着科技的不断进步，数学模型在农业生产中的应用越来越广泛，为农业的高效、可持续发展提供了有力的支持。

数学模型通过对农业生产中的各种因素进行量化分析和预测，帮助农民和农业决策者做出更科学、更合理的决策。

一、数学模型在农业生产中的重要性农业生产是一个复杂的系统，受到多种因素的影响，如气候、土壤、作物品种、种植技术等。

数学模型能够将这些复杂的因素进行整合和分析，从而揭示农业生产中的内在规律和关系。

通过建立数学模型，可以对农业生产中的各种过程进行模拟和预测，例如作物生长、病虫害发生、土壤养分变化等，为农业生产提供精准的指导。

二、常见的数学模型及其应用1、作物生长模型作物生长模型是根据作物的生理生态过程和环境因素，建立起来的数学表达式。

它可以模拟作物在不同生长条件下的生长发育过程，预测作物的产量和品质。

例如，通过输入气候数据、土壤肥力信息和种植管理措施，作物生长模型可以预测作物的播种时间、施肥量和灌溉量，从而实现优化种植，提高作物产量和资源利用效率。

2、病虫害预测模型病虫害是影响农业生产的重要因素之一。

病虫害预测模型基于病虫害的发生规律、寄主植物的抗性、气候条件等因素，对病虫害的发生进行预测。

农民可以根据预测结果提前采取防治措施，减少病虫害造成的损失。

3、土壤养分模型土壤养分模型用于评估土壤中养分的含量和动态变化，为合理施肥提供依据。

通过输入土壤质地、有机质含量、施肥历史等数据，模型可以计算出土壤中氮、磷、钾等养分的供应能力，以及作物对养分的需求，从而确定最佳的施肥方案，避免过度施肥造成的环境污染和资源浪费。

4、农业生态系统模型农业生态系统模型综合考虑了农业生产中的生物、物理和化学过程，以及它们之间的相互作用。

它可以评估农业生产活动对生态环境的影响，为实现农业的可持续发展提供决策支持。

三、数学模型在农业生产中的具体应用案例1、精准农业中的应用精准农业是基于信息技术和数学模型的现代农业生产方式。