數學模型在生態學的應用及研究（37）

區域水土流失的預測公式
山地林道網的土壤侵蝕模型
非飽和土壤的坡面產流模型
泥石流的地貌災害預測模型
雙裂蟹甲草的淨光合速率模型
滑坡危險度的區劃公式
小流域的侵蝕產沙模型
泥石流與江河水流的交匯流動方程
排導槽中泥石流的流速方程
縣城遷建的選址模型
物種價值的係數計算
土質邊坡的穩定性模型
陣性泥石流的週期性模型
滑坡變形的預測模型
土壤的退化程度模型
林地植被的生長判別函數
地類的損失面積公式
農戶投資的效益公式
滑坡災害的預測模型
風景區的景觀格局模型
玉米葉片的幾何造型函數
參考作物的蒸散量模型
管道輪灌的優化配水模型
田間騰發量的計算模式
砂質夾層土壤的人滲計算
拋秧機的輸秧運動方程
塔里木盆地的潛水蒸發公式
水稻的動態產量模型
發動機的調速特性模型
柴油機的自動控制模型
平整土方量的計算
斜齒圓柱齒輪的傳動優化模型
溫室環境的預測模型
顆粒飼料的熱物性模型
土地利用的變化幅度公式
蘋果的等級判別系統模型
坡面的入滲模型
果蔬呼吸的強度模型
皮棉的雜質纖維檢測函數
排種器的護種模型
射陽港的工程潮位公式
集裝箱船舶的抵港模型
樁柱周圍的海底沖刷模式
海浪及水質點的運動模型
海浪譜的高階譜矩計算
海上建築物的硬化彈性模型
沿岸的搬運公式
高頻的複介電常數計算
潮位潮流的模擬公式
沉箱的動力回應模型
波浪的週期方程
潮間淺灘的泥沙運移模型
含水層的對流彌散模型
海洋的固有光學特性方程
地質環境系統的評價模型
鹽水土壤的介電模型
負壓桶的運動模型
海灣的固有振動週期公式
氣候系統的吸引子模型
系泊工程的樁基計算
負壓桶的桶基模型
聯合播種機的播量公式
降雨影響的優先流公式
水草粉碎的預測模型
滴灌土壤的水分運動模型
履帶車輛的液壓功率公式
土壤水分的垂直變異模型
機滾船犁的轉彎穩定模型
日光溫室的適應性模型
土地利用的覆被空間模型
農業水資源的利用效率模型
核桃的脫殼模型
水稻葉片的氣孔導度模型
水資源的潛水均衡方程
旋渦泵流道截面的流場方程
毛桃苗的嫁接模型
迷宮滴頭的水力特性模型
灌水滴頭的流體模型
灌區排水的控制模型
土地利用的可持續評價函數
駕駛室的聲學靈敏度模型
豆芽棚的滑坡公式
風雪流的運動阻力公式
泥石流的預測模型
泥石流危險度的區劃模型
泥石流暴發的規模模型
防護林的演替方程
洪澇災害的區劃公式
降雨與泥石流的關係式
滑坡和泥石流的危險度模型
山丘區匹配開發的評價公式
土細微性成分的分維公式
泥石流等級和災度的劃分公式
古鄉溝泥石流的流速公式
土壤水分的變化公式
岩體的卸荷特性公式
山地的生態評價模式
森林植被的多樣性公式
流域洪水的特徵模型
泥石流的衝擊模型
蔬菜基地的環境評價公式

數學模型研究可以分為兩大方面：定性和定量。要定性地研究，提出的問題是“發生了什麼或者發生了沒有”。要定量地研究，提出的問題是“發生了多少或者它如何發生的”。前者是對問題的動態週期、特徵和趨勢進行了定性的描述，而後者是對問題的機制、原理、起因進行了定量化的解釋。然而，生物學中有許多實驗問題與建立模型並不是直接有關的。於是，通過分析、比較、計算和應用各種數學方法，建立反映實際的且具有意義的模擬模型。

生態數學模型的特點為：（1）綜合考慮各種生態因數的影響。（2）定量化描述生態過程，闡明生態機制和規律。（3）能夠動態地類比和預測自然發展狀況。

生態數學模型的功能為：（1）建造模型的嘗試常有助於精確判定所缺乏的知識和資料，對於生物和環境有進一步定量瞭解。（2）模型的建立過程能產生新的想法和實驗方法，並縮減實驗的數量，對選擇假設有所取捨，完善實驗設計。（3）與傳統的方法相比，模型常能更好地使用越來越精確的資料，將從生態不同方面所取得的材料集中在一起，得出統一的概念。

模型研究要特別注意：（1）模型的適用範圍：時間尺度、空間距離、海域大小、參數範圍。例如，不能用每月的個別發生的生態現象來檢測1年跨度的調查資料所做的模型。又如用不常發生的赤潮模型來解釋經常發生的一般生態現象。因此，模型的適用範圍一定要清楚。（2）模型的形式是非常重要的，它揭示內在的性質、本質的規律，來解釋生態現象的機制、生態環境的內在聯繫。因此，重要的是要研究模型的形式，而不是參數，參數是說明尺度、大小、範圍而已。（3）模型的可靠性，由於模型的參數一般是從實測資料得到的，它的可靠性非常重要，這是通過統計學來檢測。只有可靠性得到保證，才能用模型說明實際的生態問題。（4）解決生態問題時，所提出的觀點，不僅從數學模型支援這一觀點，還要從生態現象、生態環境等各方面的事實來支持這一觀點。

本書以生態數學模型的應用和發展為研究主題，介紹數學模型在生態學不同領域的應用，如在地理、地貌、氣象、水文和水動力，以及環境變化、生物變化和生態變化等領域的應用。詳細闡述了數學模型建立的背景、數學模型的組成和結構以及其數學模型應用的意義。認真掌握生態數學模型的特點和功能以及注意事項。生態數學模型展示了生態系統的演化過程，預測了自然資源可持續利用。通過本書的學習和研究，促進自然資源、環境的開發與保護，推進生態經濟的健康發展，加強生態保護和環境恢復。

本書獲得西京學院的出版基金、貴州民族大學博點建設文庫、“貴州喀斯特濕地資源及特徵研究”（TZJF-2011年-44號）專案、“喀斯特濕地生態監測研究重點實驗室”（黔教合KY字[2012]003號）項目、教育部新世紀優秀人才支持計畫項目（NCET-12-0659）專案、“西南喀斯特地區人工濕地植物形態與生理的回應機制研究”（黔省專合字[2012]71號）專案、“複合垂直流人工濕地處理醫藥工業廢水的關鍵技術研究”（築科合同[2012205]號）項目、貴州民族大學引進人才科研專案（[2014]02）、土地利用和氣候變化對烏江徑流的影響研究（黔教合KY字[2014]266號）、威寧草海浮游植物功能群與環境因數關係（黔科合LH字[2014]7376號）、“鉻脅迫下人工濕地植物多樣性對生態系統功能的影響機制研究”（國家自然科學基金項目31560107）以及國家海洋局北海環境監測中心主任科研基金一長江口、膠州灣、浮山灣及其附近海域的生態變化過程（05EMC16）的共同資助下完成。

此書得以完成應該感謝北海環境監測中心主任姜錫仁研究員、上海海洋大學的院長李家樂教授、貴州民族大學校長張學立教授和西京學院校長任芳教授；還要感謝劉瑞玉院士、馮士筰院士、胡敦欣院士、唐啟升院士、汪品先院士、丁德文院士和張經院士。諸位專家和領導給予的大力支持，提供的良好的研究環境，成為我們科研事業發展的動力引擎。在此書付梓之際，我們誠摯感謝給予許多熱心指點和有益傳授的其他老師和同仁。

本書內容新穎豐富，層次分明，由淺入深，結構清晰，佈局合理，語言簡練，實用性和指導性強。由於作者水準有限，書中難免有疏漏之處，望廣大讀者批評指正。

滄海桑田，日月穿梭。抬眼望，千里盡收，祖國在心間。