基于渗透理论的林火蔓延模型研究

森林是生态系统的重要组成部分,是人类生存和可持续发展的宝贵资源。一旦发生森林火灾,将给森林生态系统和人类生命财产带来重大损失。通过分析渗透理论的思想,提出了基于二维渗透网格的森林火灾蔓延模型和相应的仿真算法,用来模拟森林树木的分布情况以及林火蔓延过程。理论分析与仿真实验结果表明,当网格单元处于开状态的概率接近0.6时,存在最大渗透簇。提出的模型较好地反映了森林分布密度对于火灾蔓延的影响规律,能对森林防火演练、火灾扑救、灾后损失评估以及森林资源管理起到一定的指导作用。与以往同类算法相比,提出的仿真算法降低了时间复杂度,算法效率有较大提高。     

陆地生态系统的模型模拟

世上万物皆由百十种化学元素组成，追索元素的迁移转化可揭示自然界各客体的内在联系。近代生物地球化学的发展，为实施这一朴素的哲学思想于科学研究实践提供了理论与方法。基于生物地球化学量、场、群、流的概念，一个陆地生态系统模型已建立起来。这一名为DNDC的模型，以追踪模拟碳、氮和水分在生态系统的运动为线索，将植物初始光合生产力，有机质在土壤的转化，及大气-生物界面气体交换联结成一个整体，从而将农田、森林、草原等复杂系统转化为可操作的计算机模拟模型。建立这一模型的目的是为预测在当代人类活动影响下陆地生态系统发展的趋势。中美两国科学家们最近使用此模型计算了中国水稻田甲烷气的排放总量，发现20世纪80和90年代中国稻田水管理措施的改变，减少了中国农业甲烷排放量的40％，即500万t。与此同时，全球温室气体观测系统发现大气甲烷浓度的增长速率在1980—2000年间不寻常地降低了。DNDC模拟的结果表明，中国稻田甲烷排放减少的时间与数量，与全球大气甲烷浓度增长速率降低的时间与幅度相一致。这一例证表明生物地球化学过程模型在预测生态系统变动方面的可实施性。     

高技术产业创新生态系统的创新生态位适宜度及演化

技术创新是产业创新生态系统的动态演化的核心,本文在技术创新演化过程的基础上,分析创新生态系统演化动力要素因果关系,应用创新生态系统适宜度模型评价高科技产业创新系统的演化结果。通过高技术产业行业和区域创新生态位适宜度的评测,以及信息熵模型对技术创新生态因子权重分析,提升创新生态系统的进化空间。     

城市生态系统健康属性综合评价模型及应用研究

确定了城市生态系统健康评价指标体系,提出了基于属性理论的城市生态系统健康属性综合评价模型.以重庆北部新区为评价研究对象,运用该模型对重庆北部新区生态系统健康进行了评价,评价结果表明重庆北部新区城市生态系统现状综合健康属性属于一般健康类,并通过分析评价结果识别健康限制因素.通过实例研究可得出如下结论:应用城市生态系统健康属性综合评价模型和方法,可以找出影响城市生态系统健康的问题成因和限制因素,为城市规划、城市改造和城市实施可持续发展提供决策依据.     

农业生态系统生产力在生态系统健康中的指示性作用

生态系统生产力的变化是区域生态系统变化的主要表现形式,其波动性反映生态系统的稳定水平。以耕地单产代表农业生态系统生产力,从而将耕地单产的波动作为生态系统稳定性的指标,以吉林省西部乾安县为例,进行了区域生态系统的稳定性变化分析,并从土地利用结构角度出发进行了退化原因的阐释。研究表明:政策因素、综合投入和气候因素不是决定耕地单产波动的主要因素,生态系统的稳定性及健康与耕地单产的波动性变化密切相关,是区域农业生态系统生产力(耕地单产)波动的根本干扰源。1949-2000年间,以1982年为转折点,乾安县的生态系统变化经历了两个阶段:基本健康稳定阶段和生态系统退化、稳定性被破坏的阶段。表现在土地利用类型上为森林景观的大面积减少、湖沼的消退和盐碱地的大面积扩散。图5,表1,参6。     

矿尘迁移致生态系统损害级联传播评价研究

为了解决矿尘迁移致矿区生态系统损害级联传播评价问题,采用矿尘迁移路径构建迁移网络,明确潜在的危害来源路径,给出了生态系统损害级联传播Petri网仿真模型(PN-EDCP)的定义,阐述了将迁移路径网络抽象为Petri网模型的一般方法。通过向Petri网模型中引入库所对象属性与方法的概念,使得模型真实含义清晰,具备对生态系统对象间逻辑关系及损害级联传播路径的描述和分析能力,能够将矿尘迁移现象损害生态系统的过程直观展现出来。在实例研究中,使用PN-EDCP模型完成了仿真分析,并对损害度变化趋势及与之相关的级联路径进行了深入讨论。     

基于Logistic的区域交通基础设施生态系统演化模型

作为城市(群)生态系统的子系统,区域交通基础设施系统具有类似自然生态系统的递进演化特征,是一个非线性耗散结构体系,由于环境容量的限制,区域交通基础设施生态系统的演化和平衡满足Logistic模型.本文分析区域交通基础设施生态系统演化的动力机制,构建系统演化模型及系统种群共生演化模型,描述系统整体演化过程及系统多种群趋向不同平衡态的演化路径.以上海市对外交通系统为例,验证区域交通基础设施生态系统演化模型的准确性和实用性,反推上海市对外交通系统演化的Logistic方程,并预测其演化趋势.以上海市市内三种交通类型演化为例,验证区域交通基础设施生态系统多种群共生演化模型.根据模型结果,本文系统提出注重维护已有设施、合理发展公共交通、引进推广绿色交通的区域交通基础设施发展策略,为城市(群)交通基础设施网络功能优化和能力提升提供理论支撑.     

企业生态系统竞争共生战略模型

运用企业生态系统和生态位理论,建立企业生态系统竞争共生战略模型,分析企业从竞争到合作、到竞争共生的平衡条件,为我国企业获取竞争优势提供了新的可操作性思路。     

一个农牧结合生态系统物流模型的建立

子系统用非线性模型，大系统用线性整合的方法建立了哈尔滨玉米带及玉米，大豆三区轮作带与奶牛养殖相结合的农牧生态系统物流模型。     

基于能量随机分布的特大森林火灾SOC模型

在分析森林火灾事件的特征、事件演变规律的基础上,提出了一种基于能量随机分布的特大森林火灾SOC(Self-Organized Criticality,简称SOC)模型,较好地模拟了特大森林火灾的演化过程,与实际的特大森林火灾爆发过程也比较吻合,并基于此构建了情景推演和小规模能量释放模型,最后运用多智能体仿真技术,以2009年澳大利亚森林火灾为原型进行模拟,结果很好地再现了特大森林火灾的演化过程,以及显示了灭火效率、小规模能量释放的方式对火灾的控制作用。     

水循环系统的网络模型及其应用

通过对森林中水循环系统的分析,建立了森林中水循环的网络关系模型.针对某次降雨,分降雨过程与雨后蒸发蒸腾过程两个阶段,对模型进行合理的简化 ,得到便于求解的简化水循环网络模型.选用实例检验简化水循环网络模型对实际过程的近似程度,给出了模型的适用条件,即较准确的预测两次降水期间某林区的水分分布.运用简化水循环网络模型,讨论了森林在水循环中对抗洪与抗旱的作用.     

主成份分析在农业生态系统分类,诊断方面的应用

将主成份分析应用于农业生态系统分类方面，可较好地解决多指标所造成的多重共线性等问题，通过主成份形成综合指标进行分类；主成份分析在农业生态系统诊断方面应用，可以综合考虑多因素关系，配合定性分析以对农业生态系统做出诊断。     

基于随机森林的航空安全因果预测新方法

构建精确航空安全预测模型确定事故及其致因因素变化规律，对航空安全智能管理与主动决策具有重要意义。为此，提出一种基于Bow-tie模型组合的随机森林算法用于航空安全因果预测，完成安全预测模型参数优化、致因变量贡献排序。首先，基于Bow-tie模型开展航空安全致因因素的关联辨识，确定安全致因变量。其次，以某航空公司2017～2019年民航安全数据：管理因素、环境因素、飞机因素、人的因素、外在因素等为研究对象，基于随机森林构建航空安全因果预测模型，开展预测变量的重要性分析、模型构建和预测精度分析。结果表明，该方法能有效预测航空安全关键因素及航空安全态势的变化趋势。同时，该方法与相关向量机、神经网络做了性能对比，所提模型在预测性能和稳健性均占优。此外，变量重要性分析结果表明：环境因素对2017～2019年航空安全影响最大，需要重点管控；反之，管理因素对于航空安全影响最小，可忽略。     

喀斯特斜坡地带资源开发过程中的环境效应与生态建设对策

从区域自然景观空间结构，水土资源协调性，土壤形成能力，植物生产状况，生物资源聚集程度及生态系统稳定性等方面论述了湘西喀斯特斜坡地带生态系统脆弱特性，在此基础上分析了生态系统退化原因，提出了整治对策。     

基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型

针对传统森林火灾蔓延模型的计算复杂度高、仿真精度低等缺点,提出一种基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型。在模型中通过建立可燃物因素影响因子矩阵和地貌因素影响因子矩阵,并结合实时检测的气象信息,降低计算复杂度;将森林火灾的蔓延行为抽象为每一个模块火点的集群行为,考虑模块之间的关联性,提高森林火灾蔓延仿真模型精度。将模型与王正非模型和二维元胞自动机模型进行对比实验,结果表明模型具有较高精度,能够更加准确地仿真出森林火灾蔓延趋势。     

关于经济发展与生物多样性保护的系统再思考——转变林业经济发展方式、实现互利共赢

本文基于环境社会系统的可持续发展理论,以林业为例讨论了通过转变经济发展方式、实现经济发展与生物多样性保护互利共赢的一般原则与方法;指出：当前我国存在着林业发展模式与森林生态系统平衡之间的矛盾,其解决方法在于平衡森林生态系统的功能、林业产业体系的特点、以及人类对林业产品服务的需求三者关系,建立近自然林业经营系统、均衡开发林业木质资源与非木质资源,以及非物质资源产品,提高经济与生态整体绩效;并结合浙江省临安市白沙村案例,分析了通过林权改革、引进外部智力,发展近自然林业产业,实现经济与生物多样性保护互利共赢,并讨论了有利于促进经济发展与生物多样性保护的体制机制创新。     

状态空间模型在区域森林景观生态经济研究中的应用

通过对江苏省溧阳地区森林景观进行生态经济研究 ,获取区域森林景观的生态经济特征数据的基础上 ,结合森林动态数据 ,根据研究对象的系统机理建立状态空间模型。该模型可用于进行综合生态经济评价及其规划。文中应用状态空间模型进行区域森林景观生态经济功能的多目标规划.     

流域系统水文动态过程的辨识和仿真

基于闭合流域系统水量输入输出平衡原理，推导出流域系统水文动态过程理想状态的原理模型。研究对象入为作用在近40年相对变化不大，而森林状态变化较大的流域，惧流域内连续30多年的水文气象观测资料，以5年为一组数据，对流域系统不同时期的水文动态过程作了辨识和仿真，比较不同时期水文动态过程特征与森林状态，给出森林水文作用的评估。     

共生视角下科技金融生态系统对科技创新的影响

结合2010-2018年中国31个省(市、区)相关数据,运用共生测度模型对我国科技金融生态系统共生度进行测量,并建立投影寻踪模型和面板数据模型,对共生视角下科技金融生态系统对科技创新的影响进行实证分析。研究发现,我国科技金融生态系统共生水平大体上呈逐年增长态势,但地区间差异明显;科技金融生态系统共生对科技创新具有正效应;企业种群、中介服务机构种群与政府部门种群对科技创新具有显著的促进作用,而科技金融机构和市场种群对科技创新的作用效果不显著。     

国际政治生态演化模型框架研究

国际政治生态系统是基于Agent的虚拟全球战争空间的一个重要组成部分，主要用来描述在危机形势下国家行为的演化，为信息化战争研究提供更多的辅助与支撑。介绍了政治系统复杂性及政治模拟研究的情况，阐明了国际政治生态系统的概念与功能，并在此基础上设计了国际政治生态演化模型框架。