洞庭湖区东方田鼠种群数量变化的系统动力学研究

根据系统动力学的原理和方法,运用系统动力学分析软件STELLA,建立了具有年龄结构的东方田鼠（Microtus fortis）种群动态变化模型.通过模拟分析,研究了该种群数量变化的特征,探讨了洞庭湖区东方田鼠种群增长的一般性规律,并对鼠害灾变过程进行模拟.研究结果表明,东方田鼠出生率和死亡率对种群的增长具有较大影响,而初始种群数量不是鼠灾发生的关键因子.提出了采用生物防治的方法,恢复洞庭湖区生物多样性,特别是在洲滩增加东方田鼠的天敌等生态策略是最理想的防控鼠灾措施.     

基于Multi-Agent的种间竞争-共存模型——以太白山桦-冷杉混交林为例

结合生态学集合种群动态理论模型、逃命共存机制假说,采用复杂性科学研究中广泛采用的多主体（Multi—Agent）建模技术,建立了系统动力学与多主体系统动态混合模型;从系统仿真和理论生态学的角度,以太白山桦-冷杉混交林为例对复杂森林生态系统进行模拟,探讨了物种共存与生物多样性实现的机制;对复杂性科学与生态学的融合进行了有益的尝试。     

一种复杂机电系统的全局建模方法

根据复杂机电动力学系统的特点,提出了一种约束函数递推组集法的复杂机电系统全局建模方法.首先,根据复杂机电系统的拓扑结构和约旦变分原理,建立机械系统的单体动力学模型,应用递推组集技术建立树形复杂机电系统的动力学模型;其次,建立非树形复杂机械系统约束函数,解除非树形系统约束,利用树形系统的建模方法建立非树形系统的动力学模型;最后,建立机电耦合约束函数,利用约束函数与机电系统方程解约,建立复杂机电系统的全局模型.     

某无人机撞网回收系统动力学仿真

以某无人机撞网回收系统为例,基于LS-DYNA软件,提出了柔性带、阻尼器等关键部件的建模方法,建立了系统有限元仿真模型,进行了不同入网位置的动力学仿真计算,并用试验验证了仿真模型的准确性.仿真和试验结果表明:本文建立的无人机撞网回收系统模型具有较好的工程适用性,提出的动力学建模仿真方法具有一定的通用性.     

复杂群体动力学 生态学、流行病学及遗传学中的非线性模型

本书是关于生态学、流行病学及环境系统等领域中数学建模的评述性论文的汇编。理论数学模型是深入理解这些自然系统中复杂群体动力学的最有力的工具之一。随着研究的深入发展，有许多新的更为复杂的问题有待解决，这促使应用许多新技术来应对这些挑战，其中有广义或结构建模、自适应动力学、多元过程等。     

基于回声模型及Gaia方法的复杂适应系统仿真建模及应用

在分析南水北调系统的复杂适应性特征及复杂适应系统仿真建模方法基础上，对面向AO的软件建模方法进行扩展，提出基于回声模型及Gaia方法的复杂适应系统仿真建模方法CASSM-Gaia，定义CASSM-Gaia的主要建模元素，描述了CASSM-Gaia方法的建模流程。应用CASSM-Gaia方法对南水北调东线系统的层次结构及交互关系进行分析，建立了南水北调东线水资源复杂适应系统宏观概念模型。仿真结果表明了该模型的合理性。     

六边形柔性绳网展开过程仿真与试验

柔性绳网在工程领域应用广泛,它具有复杂的非线性行为,其建模仿真研究是数值仿真领域的一大难点。针对六边形柔性绳网系统的发射展开过程,建立了动力学模型,利用ABAQUS有限元仿真软件,实现了对柔性绳网展开过程的动力学仿真研究。同时,开展了柔性绳网地面发射试验,试验结果表明：绳网展开过程的网形、张开面积与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型准确、可靠,有限元法可用于柔性绳网的仿真研究。     

具有扩散和比率依赖的捕食-食饵模型的一致持久性分析

种群生态学是迄今数学在生态学中应用最为广泛、发展最为系统成熟的分支.捕食-食饵相互作用关系是生物种群之间相互作用的基本关系,是生态学和生物数学研究的热点.文章主要运用比较原理和相关引理证明具有扩散和比率依赖的两种群捕食-食饵模型的一致持久性.     

基于STELLA模型的天敌－稻纵卷叶螟系统的情景分析

 利用系统科学的原理与方法研究害虫种群系统的控制是害虫综合治理的重要途径和发展趋势。根据系统动力学的研究思路,构建了描述不同世代稻纵卷叶螟种群子系统之间、稻纵卷叶螟种群与天敌子系统之间相互转化、相互作用的概念框架模型,并建立和明确了描述各子系统之间数量关系的微分方程或函数关系,在此基础上,通过STELLA软件对不同控制方案下稻纵卷叶螟种群的动态进行了模拟和情景分析。结果表明,6种不同模拟情景下,稻纵卷叶螟成虫及天敌种群随时间的动态变化趋势各不相同,主要表现在稻纵卷叶螟各世代成虫及天敌种群密度峰值的大小、出现时间等方面;一定数量天敌的存在,对有效地防治和控制稻纵卷叶螟的发生与发展有着重要意义。如果能在虫害发生初期,适量补充一定数量的天敌以扩大田间种群发展的基数,可提高其对水稻中后期稻纵卷叶螟的控制效能。     

基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模

为了实现对低速风洞强迫振荡试验绳牵引并联支撑系统的精确控制,需要建立精确的动力学模型,分析系统的振动特性,避免共振.首先,提出适合低速风洞绳牵引并联支撑系统的线性弹簧理论,应用动力学分析软件 ADAMS搭建动力学三维模型;其次,通过对系统进行振动分析,得到系统固有频率满足强迫振荡试验要求的弹簧参数;然后,对系统进行受迫振动分析,结果表明系统符合振动规律,验证了系统建模的正确性;最后,将每根绳索离散为10段线性单元,并对系统进行模态分析,发现离散前后系统的固有频率值相近似,且满足强迫振荡试验要求,说明采用线性弹簧理论建立绳索动力学模型是可行的,为了简化建模,无需将绳索离散化.     

High-amplitude fluctuations and alternative dynamical states of midges in Lake Myvatn

Complex dynamics are often shown by simple ecological models and have been clearly demonstrated in laboratory and natural systems. Yet many classes of theoretically possible dynamics are still poorly documented in nature. Here we study long-term time-series data of a midge, Tanytarsus gracilentus (Diptera: Chironomidae), in Lake Myvatn, Iceland. The midge undergoes density fluctuations of almost six orders of magnitude. Rather than regular cycles, however, these fluctuations have irregular periods of 4-7 years, indicating complex dynamics. We fit three consumer-resource models capable of qualitatively distinct dynamics to the data. Of these, the best-fitting model shows alternative dynamical states in the absence of environmental variability; depending on the initial midge densities, the model shows either fluctuations around a fixed point or high-amplitude cycles. This explains the observed complex population dynamics: high-amplitude but irregular fluctuations occur because stochastic variability causes the dynamics to switch between domains of attraction to the alternative states. In the model, the amplitude of fluctuations depends strongly on minute resource subsidies into the midge habitat. These resource subsidies may be sensitive to human-caused changes in the hydrology of the lake, with human impacts such as dredging leading to higher-amplitude fluctuations. Tanytarsus gracilentus is a key component of the Myvatn ecosystem, representing two-thirds of the secondary productivity of the lake and providing vital food resources to fish and to breeding bird populations. Therefore the high-amplitude, irregular fluctuations in midge densities generated by alternative dynamical states dominate much of the ecology of the lake.     

WinPP软件在一类捕食-被捕食系统动力学研究中的应用

首先介绍了WinPP软件的概况,然后对具有Hassell-Varley型功能反应的捕食-被捕食模型进行了详尽的理论分析,并利用WinPP软件验证了各平衡点的稳定性.结论表明,边界平衡点一定是鞍点,正平衡点在一定条件下是局部渐近稳定的.这表明该系统不会出现某个种群灭绝的现象,并且在一定条件下两种群会以平衡点形式共存,即该生态系统必然会共存而不会灭绝.这意味着该系统具有良好的生态性质——易于保持生态系统的存在和多样性.数值模拟也展示了WinPP软件在研究非线性动力学方面的重要作用.     

UML视图的一种形式化模型及其分析

UML是一种得到广泛应用的系统建模语言，但是由于它缺乏形式化语义和严格的推理机制，从而影响了系统建模的准确性和开发效率。TCOZ是一种将Object—Z和TCSP相结合的形式化语言，具有丰富的建模能力。基于TCOZ，本文建立了UML视图的一种形式化模型，对类图和协作图等提出了转换规则，使得TCOZ中的推理可用于分析UML视图。通过某学校信息系统的实例，阐述了UML视图的形式化建模方法和分析技术。     

生态学中的干扰理论及其相关概念

探讨了干扰、干扰状况、缀块及缀块动态等相关概念，并在已有的研究和认识基础上，给出了干扰的一般性定义，即干扰是阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件，它改变或破坏生态系统、群落或种群的组成和结构，改变生物系统的资源基础和环境状况。     

基础生态学发展趋势

对基础生态学发展趋势进行了概述,个体生理生态学研究内容由代谢,营养,发育,抗性等生理生态研究向生物量,光合生理生太,生物能量学研究转变,研究范围向群体和器官,细胞水平两个方面发展,种群生态学的核心内容是种群动态规律研究,目前以系统科学的理论与方法作为可控系统加以处理研究种群,群薄生态学以群落结构,功能,动态和重点,重视开展定位观测,定量分析,并建立数学模型,生态系统生态利用系统科学和计算科学的方法和思路,将继续提出许多创新的概念,并与经济学结合发展,它将成为21世纪生态发展的核心。     

面向区域综合发展的系统动力学研究进展及其在青藏高原的应用

利用Web of Science数据库检索基于系统动力学开展区域综合发展建模分析的文献,对检索结果进行文献计量分析,从研究趋势、研究力量、发表途径、研究主题4个方面探究该领域研究进展;并以青藏高原作为典型区域,详细回顾系统动力学在该区域的综合发展问题中的应用并提出展望．发现:1）基于系统动力学开展区域综合发展建模的研究起步初期发展缓慢,但当前发展势头迅猛,正逐渐成为研究热点．2）中国的发文量远超美、英等国,同时影响力具有提升空间;高被引作者中美国学者居多,中国高被引作者仅有1位．3）相关研究的主要刊文期刊的学科门类集中,主要集中在环境科学与生态学领域,期刊整体水平较高．4）研究主题集中在碳排放、水资源管理、粮食与能源问题等全球性热点问题．5）系统动力学工具在青藏高原区域综合发展问题中仅有初步应用,具有较大发展空间;建议发挥该工具在青藏高原区域双向耦合人地系统模型构建中的作用,重点优化环境变化及其社会经济影响部分的模型设计,模拟人类活动对区域人地系统的复杂影响,从而助力区域高质量发展管理实践．      

采用任务剖面的复杂可修系统保障性仿真与评价技术研究

针对现有复杂可修系统建模仿真中存在的问题,以任务成功性为中心,建立了基于任务剖面的复杂可修系统保障性仿真模型,该模型的建模与仿真方法适用于舰船同类型系统的建模与仿真.通过对仿真结果的评价、反馈、改进修正,使各种方案最终直接为完成战斗任务服务,更符合实际的要求.仿真结果表明,该方法能够有效地评估复杂可修系统的保障性参数特征,所建模型具有可视化、流程化和层次化的优点.     

青藏高原地区生态保护立法模式的确立——以藏族生态文化为视角

在青藏高原生态保护立法中如何有效利用藏族生态文化,关系到该地区生态保护的成败。因此．在青藏高原地区生态环境保护立法中既要强调国家的作用,也要对该地区民族生态文化传统给予足够的重视。为此,在该地区生态环保立法中首先应当确立服务型立法与促进型立法相结合的模式,对藏族生态文化进行有效引领;其次,从另外一个层面来看,还应当确立地方立法与中央立法相结合的立法模式,对藏族生态文化从立法上予以充分吸收,并为其对青藏高原地区生态保护发挥积极作用从制度上提供物质保障。     

种群动态中的混沌现象

通过对种群规模的消长及种群格局在生态场中变化过程的分析，结合混沌科学的研究成就，文章讨论了种群动态中的非线性问题。分析表明，ｒ－对策种群动态是一个较为开放的耗散系统，其种群涨落并非简单的无序；ｋ－对策种群在生态场四维空间之中，由于混沌因子的作用及作用过程的非线性动力学性质，其种鲜动态也并非简单的线性调控。