农田作物栽培系统复杂性初探

农田作物栽培系统是一个开放的复杂系统,从复杂性角度解析该系统的特征并探索其机理,将有助于人们了解其发展动因及规律,以便更好地对其进行有目标的适应调节与控制。复杂性科学的产生,为科学的发展开辟了一个运用"整体"或"系统"方法处理复杂性问题的新方向。农田作物栽培系统是由作物-环境-措施子系统相互作用、相互联系、最终实现目标产品输出的复杂系统,表现出开放性、层次性、多样性、动态非线性、自适应性等特性。农田作物栽培系统正不断朝可设计、可控性和集约化方向发展演化。复杂性科学的产生,为农田作物栽培系统的研究提供了新的方法,为作物生产技术更好地发挥综合集成效应指明了方向。     

基于BPN的作物栽培系统建模与优化方法

给出一种基于前馈神经网络ＢＰＮ的作物栽培系统建模与优化的方法。该网络经训练后能得到栽培系统的自变量与依变量之间的映射关系，且具有自联想推理功能。利用这一网络模型并通过单纯形法寻优可以获得各个目标和综合目标的最佳栽培技术方案。     

农田系统研究进展

2004-2010年中央的一号文件都是关于＂三农＂问题。中国农业发展历史悠久,在世界具有独特性。河南省作为全国第一人口、农业、粮食、粮食加工大省,在全国农田系统研究中更具代表性和特殊性。已有文献从4个方面对农田系统开展研究：第一,地形视角,分为山地、平原区、丘陵区农田系统;第二,研究内容方面,施肥、养分及其流失,化感作用,碳平衡,受污农田,生物多样性,LUCC变化;第三,耕作方式视角,可划分为轮作、间作、免耕等农田系统类型;第四,研究方法上,有经济学方法、生态学方法、物理学方法、3S技术方法等。目前成果尚存在以下不足：第一,对传统农区关注不够;第二,3S技术应用范围急需扩展;第三,田野调查方法运用不足;第四,微观视角研究欠缺。并且,在农田与环境相互作用机理、农田区位理论、农田结构及其动态分化研究、研究方法的综合运用、不同尺度农田系统运行模式的总结、中国农田系统研究等方面尚待加强。进一步提出了农田的发展趋势：数量进一步减少;产出逐渐提高、但弱势地位难以改观;产出差异扩大;发展模式更趋多元化;集聚经济将重现活力;影响因素更趋复杂。     

村域农田系统能量投入产出的动力学特征研究

以河南省吴沟村、滹沱村为例,根据农户调查数据,对比分析了村域农田系统各类物质总能量的产投结构及系统效率;对小麦、玉米两大作物能量的投入与产出进行了回归模拟,对不同地块类型的投入产出进行了回归分析,探索各地块类型的最佳投入方案;最后,以农民投入农田资金为指标将农户分类,并考察与农民收入、投入产出能量的关系。建议从农户出发,发展持续农业,逐步改善农田投入结构,提高产出水平。图4,表3,参7。     

基于RS、GIS村域农田数据库设计研究——以河南省吴沟村为例

以河南省巩义市吴沟村为例,以卫星遥感图像为建库数字化参照依据,采用目视解译方法,利用ERDAS Imangine 8.6和MapInfo Professional 7.0 SCP为数据库平台,依次提取出旱地梯田、旱坡地、菜地、退耕还林地等不同图层的田块,根据分析处理要求,针对农田系统的特征进行数据结构设计,建立相应的农田空间数据库;以2008年4月以及2002年4月两次对吴沟村全体农户的实地调查为基础,建立农田各种形式的投入、产出能量数据库.完成的数据库可以实现如下功能:①数据浏览与操作功能,如对农田系统信息的放大、缩小、漫游、全图等以及时全村现有482块农田地块的查看和修改:②数据管理和维护,如时吴沟村农田数据进行条件查询、SQL查询、Mapbagic程序查询等.③数据转入和转出,可以将Mapinfo下的农田数据转入或转出到其他GIS软件中,扩展该农田数据库的使用范围.图5,表1,参11.     

基于3S村域农田能流空间演化研究

对河南省巩义市吴沟村退耕还林后剩余的137块农田的属性及能量投入产出特征进行调查,并与2002年调查数据对比分析后发现,剩余的地块具有如下特征：①农田主要集中在吴沟公路两旁以及居民区周围;②农户耕地的分布相对较为零散;③村域大块农田主要分布在狭长居民区两侧的外沟和里沟;④农田种植结构比较单一。吴沟村的农田能量投入结构发生了较大变化：化肥、农药、农机具及水电等无机能增加,有机肥和劳力则相对减少。与2002年相比,农田单位面积投入能减少,但产出能却大大增加,产投效率明显提高;农田系统能量投入结构中,有机肥、劳力仍占较大比例,但与21302年相比增加了少部分农药、农机具、水电和化肥的投入,即使总投入能减少,产出能也得到了极大提高。吴沟村正在转变为低投入、高产出、高效率的农田生态系统。图6,表1,参14。     

基于TM影像的农田防护林信息提取研究

农田防护林作为防护林的类型之一,在农田系统中具有重要作用。快速掌握农田防护林的动态变化,对于政府部门的管理和决策具有非常重要的意义。以吉林省德惠市区域作为试验区,选取2002年6月4日TM影像作为实验数据,结合研究区特点,将该区分为防护林地、其它林地、耕地、居民地、水域及未利用地等6类。通过光谱曲线分析、主成分变换分析和形状指数分析,利用决策树方法,最终提取出农田防护林信息。经验证,农田防护林的提取精度为85.52%,说明该方法可以为防护林的提取提供参考,为防护林的监测与管理提供数据支持。     

作物栽培学研究中的原子论方法与系统论方法

文章简要介绍了原子论方法和系统论方法的主要特征、相互关系及在农作物栽培学研究领域的应用，提出了作物栽培研究方法的发展方向。     

农田土壤水分累集动态的宏观模拟

利用１９８７－１９９４年定位观察资料，分析了旱地两作农田２ｍ土层水分的累集动态，阐述了土壤水分的宏观趋势，说明了在一个生长季中土壤水分累集、消耗是受季内气候整体影响的时间函数序列，计算的各种长季播前土壤分基础与作用前期降水是指导作物管理的重要量化指标。     

关于物理-事理-人理系统方法的事理之方法论库

介绍了Ｃｈｅｃｋｌａｎｄ与Ｄ．Ｈ．ＭｃＮｅｉｌ对系统方法论的分类及Ｊａｃｋｓｏｎ与Ｆｌｏｏｄ所述的关于系统方法论的分类,并给出了物理－事理－人理系统方法论中关于方法的分类原则及分类原因,最后给出了物理－事理－人理系统方法论分类表。     

磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真

建立了电磁轴承柔性有质转子系统计入陀螺、阻尼、轴－径向动力耦合及机械－电磁－控制系统耦合等影响的动力特性分析计算数学模型，导出了多变量控制系统的标准化系统矩阵向量方程。以系统仿真响应为目标，通过复合寻优方法实现了系统最佳工作区（点）的求解。对优化仿真结果与试验现场调试结果进行了对比分析。     

农田灌溉决策支持系统与地理信息系统的集成化研究

以农田灌溉决策支持系统为案例，对决策支持系统与地理信息系统的集成化技术进行研究。在系统中，采用了电子地图引擎，统一数据结构和对标识号（ID）的多维索引，实现信息的快速查询以及地理信息库与决策信息库之间的关联。农田灌汉决策支持系统充分利用地理信息系统灵活多变的地理分析能力，帮助农田用水管理人员有效地进行限制条件下的灌溉水量最优分配和灌溉调度，实现节水增效的目标。参6。     

绿色社会经济控制系统

探讨绿色社会经济控制系统的基本原则、控制机理及高标定位等问题。绿色社会经济控制系统，是相对于传统非可持续经济控制系统而言的。与传统非可持续性经济控制系统有所不同，该系统将遵循系统整体、生态伦理、复合控制目标等原则进行控制运作。就控制机理而言，经色社会经济控制系统，它将区别于传统“经济人”抑或“经济－－社会人”假设前提的单维和二维向量的控制,则是以与经济－－社会－－生态复合目标相同构的三维结构，对现实社会经济活动进行控制与运作。与此相一致，“高标定位”将使该系统具有确定的标准和赋值，也将使其可操作性的控制与运作变为现实。     

海伦黑土区农田水分动态平衡与数值模拟

农田土壤水分动态是作物需水管理的关键。运用水量平衡模型和HYDRUS-1D模型对农田土壤水运移动态进行研究。结果表明农田土壤水分随降水、蒸发变化具有明显的时空分异特性,调节了不同时期作物的需水要求。HYDRUS-1D模型等数值模拟方法的应用为深入揭示农田土壤水分运动规律,协调不同时期农田供水与作物需水之间的矛盾提供了可靠依据。图3,表2,参16。     

医疗诊断专家系统的新思想与新方法(续)--模型与算法

在文献「９」中，提出“最优启发性逐步搜索”‘诊’－－‘断’人－－机交互系统”的思想与方法，本文继上文，论述相应的模型与算法。     

一个MPEG-4兼容的语音动画系统

在已经实现的一个MPEG－4兼容的人脸动画系统的基础上，设计并实现了一个MPEG－4兼容的语音动画系统，MEPG－4是国际上第一个人脸动画标准，本文首先介绍了该标准的定义和我们这现的与MPEG－4标准兼容的人脸语音动画的系统结构，并在此基础上，详细介绍了该系统实现过程中的关键技术，包括人脸动画，中文可视音素的定义，可视音素过渡，表情过渡，可视音素与表情混合，语音与动画同步等。我们的语音动画系统具有计算方法简单，系统通信开销小的特点，在普通微机上就能够产生带有表性的高质量的语音动画。     

城市交通系统的两级分解——协调模糊控制

本文利用大系统的分解－－协调思想,通过对城市单路口交通系统的分析,首次将大系统理论与模糊控制理论相结合,提出了城市单路口交通系统的两级分解－协调模糊控制方法,并进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,本文提出的方法比全感应控制方法有效。     

物理-事理-人理系统方法论在建立商业设施与技术装备标准规范体系表结构框架中的应用

介绍了系统工程方法在建立商业设施与技术装备标准体系表研究中的应用，特别关于物理－事理－人理系统方法论的应用。     

母树——种子系统性状的灰色关联分析方法

从生物全息律的理论基础出发，应用灰色关联分析方法，利用兴安落叶松有关资料，研究“母树－－种子”系统性状关联程度。并根据母树、种子两个层次的相关性状对“母树－－种子”系统进行综合评判。     

多队列循环移动服务系统的数学模型与分析

本文给出了一类广泛存在于交通、通讯、计算机网络以及社会服务等领域中的随机服务系统－－多队列循环移动服务系统的数学模型，并求出了此类系统的若干主要特性参量。