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內容簡介

《農業係統分析與模擬》主要介紹瞭有關農業係統分析、農業係統模型、農業氣候模型、作物發育模型、光閤生産模型、物質分配與器官生長模型、産量模型、水分和養分效應模型、農業專傢係統、作物智能管理與決策支持係統等的結構、功能與構建方法等內容。編者結閤近年來在農業係統學與農業信息技術領域的科研成果和學術積纍，以作物生長的技術—環境—産量動態關係為主綫，闡述瞭農業係統分析和農作物係統模型的數學基礎、發展曆史、基本原理、方法和應用。《農業係統分析與模擬》注重瞭研究性與應用性、機理性與知識性、參考性與學習性的統一。
《農業係統分析與模擬》主要麵嚮高等農業院校農學類專業的研究生和高年級本科生，以及農業教育、科技和管理人員。特彆適用於作為農業係統學或農業信息學等專業教學和科研的教材或參考書。

目錄

前言
第一章 概述
第一節 係統的定義
第二節 係統的組成
一、要素
二、結構
三、功能
四、行為
五、環境
第三節 係統的特點
一、集閤性
二、關聯性
三、層次性
四、整體性
五、目的性
六、可控性
七、時序性
第四節 係統的分類
一、按自然屬性分類
二、按物質屬性分類
三、按運動屬性分類
四、按與環境的關係分類
五、按規模大小和復雜程度分類
六、白色係統、灰色係統和黑色係統
第五節 係統科學體係
一、一般係統論
二、運籌學
三、控製論
四、信息論
五、耗散結構論
六、協同學
七、突變論
第六節 係統分析
一、係統分析的原則
二、係統分析的要素
三、係統分析的內容
四、係統分析的步驟
習題
參考文獻

第二章 農業係統分析
第一節 農業係統分析的定性研究方法
一、調查研究
二、圖像分析
第二節 農業係統分析的定量方法
一、抽樣調查
二、統計推斷
三、方差分析
四、相關分析
五、因素分析法
六、關聯度分析
習題
參考文獻

第三章 農業係統模型構建
第一節 係統模型概述
一、係統模型的概念與特徵
二、係統模型的分類
三、係統模型的應用
第二節 農業模擬模型
一、農業模擬模型和作物模擬模型的概念
二、農業係統模擬模型的特徵
三、農業係統模型的研究進展
第三節 農業係統模擬的基本原理與技術
一、係統模型化的基本原理
二、係統模型化方法
第四節 農業模擬模型研製步驟
一、模型選擇與總體框圖設計
二、資料獲取、算法構建與數據庫
三、模塊設計與模型實現
四、模型檢驗與改進
習題
參考文獻

第四章 農業氣候模型
第一節 太陽輻射模型
一、太陽輻射的分類
二、日長與太陽輻射的模擬計算
三、太陽直接輻射與散射輻射的計算
第二節 溫度模型
一、氣溫的周年變化
二、氣溫的周日變化
三、土壤溫度的日變化和年變化
第三節 降水模型
一、二次隨機與雨季權重分配方法
二、雨期方法
習題
參考文獻

第五章 作物發育模擬模型
第一節 CERE-WHEAT模型
第二節 SUCROS模型
第三節 小麥生理發育時間模擬模型
一、建模的基本原理與假設
二、模型的描述
第四節 大麥頂端發育和物候發育模擬模型
一、生理發育時間模型中的參數
二、生理發育時間的計算
第五節 水稻鍾模型和小麥鍾模型
一、水稻鍾模型
二、小麥鍾模型
習題
參考文獻

第六章 光閤作用與物質積纍模型
第一節 作物光閤作用模型
一、光一葉片光閤作用反應麯綫
二、光、CO2一葉片光閤作用反應麯綫
第二節 呼吸作用
第三節 美國的CERES係列模型物質生産的計算
第四節 荷蘭SUCROS模型對CO2同化速率的模擬
一、單位葉麵積瞬時光閤作用
二、群體同化速率的模擬計算
三、維持呼吸
四、乾物質生産
五、各器官乾物質分配與生長
第五節 BarleyGrow模型對大麥光閤生産的模擬
一、單位葉麵積瞬時光閤作用
二、群體瞬時光閤作用
三、到達冠層的瞬時光閤有效輻射
四、群體目光閤同化量
五、溫度對光閤作用最大速率的影響
六、冠層呼吸作用與乾物質積纍模型
第六節 RCSODS模型對群體光閤作用的模擬
一、群體光閤作用
二、作物呼吸作用模型
三、群體乾物質積纍
第七節 劉德利模擬的群體光閤作用
習題
參考文獻

第七章 物質分配與器官生長模擬模型
第一節 物質分配係數模型
一、各器官的物質分配係數
二、物質分配係數的幾種假說
第二節 物質分配指數模型
一、分配指數
二、各器官的生長
習題
參考文獻

第八章 作物光閤麵積指數的模擬
第一節 CERE-WHEAT模型
一、齣苗到頂小穗形成期（srage1）LAI的模擬方法
二、莖稈生長階段（Stage2）LAI的計算
三、開花前穗生長期（Stage3）LAI的計算
四、穗生長到籽粒開始灌漿前（Stage4）LAI的計算
五、籽粒灌漿期（Stage5）LAI的計算
第二節 南京農業大學江蘇省信息農業高技術研究重點實驗室模擬方法
一、葉麵積指數模擬
二、穗麵積指數的模擬
第三節 江蘇省農業科學研究院作物葉麵積指數動態模擬方法
習題
參考文獻

第九章 作物産量模擬模型
第一節 CERE-WHEAT模型
一、主要目的和總體框架
二、模型中作物遺傳參數
三、模擬産量的方法
第二節 Sirius模型
第三節 水稻産量預測模型
第四節 遙感與産量估測模型
一、半乾旱地區灌溉條件下鼕小麥産量SAFY模型
二、基於衛星遙感的小麥産量模型
第五節 南京農業大學作物産量模擬模型係列
一、小麥模型
二、棉花模型
第六節 江蘇省農業科學研究院作物産量模型係列
一、玉米産量模型
二、棉花産量模擬模型
第七節 關於産量預測模型的方法研討
一、産量構成法
二、收獲指數法
三、産量構成模擬方法的爭議
習題
參考文獻

第十章 土壤水分模型
第一節 水分平衡
一、作物冠層對降水的截流量
二、土壤中的滲透和徑流
三、植被含水
四、蒸散量
五、根部水分吸收
第二節 水分效應因子
一、水分的供需關係
二、水分虧缺的影響
習題
參考文獻

第十一章 作物養分效應的模擬
第一節 土壤氮模型
一、土壤中氮的組成
二、土壤中氮的收支模型
三、土壤無機氮運動模型
四、礦化與固定
五、硝化作用
六、反硝化作用
第二節 養分吸收與分配
一、養分吸收需求
二、肥料利用率與作物需肥量
三、氮素的吸收與分配動態
第三節 氮、磷、鉀的關係及養分效應因子
一、氮、磷、鉀的關係
二、養分效應因子
習題
參考文獻

第十二章 專傢係統及其應用
第一節 概述
一、專傢係統的定義和特點
二、專傢係統的發展曆史
三、專傢係統的優點
四、與專傢係統相關概念
第二節 專傢係統的結構
一、專傢係統的基本結構
二、專傢係統的理想結構
第三節 專傢係統的分類
第四節 知識獲取方法與知識錶示
一、專傢知識的獲取
二、專傢係統知識錶示
第五節 推理方式
一、演繹推理、歸納推理和默認推理
二、確定性推理與不確定性推理
三、單調推理和非單調推理
第六節 專傢係統設計
一、專傢知識的描述
二、專傢係統開發環境
三、專傢係統的設計技巧
四、建立專傢係統的步驟
第七節 專傢係統的應用實例
一、甜菜害蟲專傢係統的建設
二、食用菌栽培專傢係統的設計與開發
習題
參考文獻

第十三章 基於模型的作物管理決策支持係統
第一節 決策支持係統的概念、特徵與功能
一、決策支持係統的産生與發展
二、作物管理決策支持係統的類型與結構
三、農業決策支持係統的開發技術
第二節 主要農業決策支持係統及其應用
一、基於生長模型的作物管理決策係統
二、基於知識規則的作物管理決策係統
三、基於知識模型的作物管理決策係統
四、專傢係統與生長模型相結閤的作物管理決策係統
五、基於模型和GIS的作物管理決策支持係統
習題
參考文獻

前言/序言

　　作物生産係統是一個復雜而獨特的多因子動態係統，不僅受栽培品種的遺傳特性影響，而且受氣象、土壤、栽培技術及病蟲草害等多種因素的影響。作物生産係統的行為具有顯著的時空變異性、區域性，且定量化和年度間穩定性較差。因此，傳統的作物栽培模式及管理技術往往以定性或半定量的經驗知識為主，在某地或對某一作物所獲得的研究成果，隻能粗略地引用於其他地區或其他品種，而補充地方性試驗，通常成本高、試驗周期長、成果轉化慢。因此，如何提高試驗成果的實用性，改善試驗結論的外推性，提高農業研究的效率，一直是人們密切關注的問題。隨著農業信息技術的發展，作物生長模擬模型日趨成熟，已經被廣泛應用於支持發達國傢和發展中國傢的大田試驗研究與推廣，其潛在價值是巨大的。
　　農業係統學的發展經曆漫長的時期，特彆是20世紀80～90年代在國外快速發展，形成瞭不同的分支學科。在我國，經過長期的研究與實踐，也形成瞭各有特色的學科體係和具有一定應用價值的作物智能管理及決策係統。隨著時代的發展，農業係統模擬模型的研究進入瞭一個新時期。模擬模型吸取瞭作物生理學、作物栽培學、土壤學、農業氣象學、植物病理學等學科的知識，能迅速地迴答許多“如果……那麼……”一類問題。利用適當的數據，模擬模型可預測某些農田條件的生産情況，也可用於區域性規模的農田生産，還可模擬不同氣候模式下的産量。這種模型不存在地理限製，可以應用到不同地域、不同栽培條件、其他栽培品種或其他耕作製度。盡管主要的模擬和預測結果仍需要用田間試驗來檢驗和評價，應用模型研究比僅僅進行試驗研究的進展要快得多。此外，一些發達國傢利用作物模擬模型及決策支持係統、3S技術[遙感（RS）、地理信息係統（GIS）、全球定位係統（GPS）]及精準農業技術等輔助進行不同時空條件下的農業資源環境監測、農業生産管理、肥水運籌、病蟲害預測和防治，以及農業可持續發展等，剋服瞭傳統農業固有的缺點，大大提高瞭農業生産管理決策的科學性和定量化水平，取得瞭顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。
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