《生态系统的结构》 拓展提高 1.系统研究方法在生态学中的应用生态系统是极其复杂的综合系统，单凭传统的定性方法研究，已不能适应深入研究的需要，因此必须借助于系统分析（system analysis）的方法和技术。所谓系统分析就是利用数学的概念和方法，采用系统科学的研究途径来解决复杂的系统问题。这一方法来源于系统科学，其理论基础有：运筹学、控制论、数学及电子计算机原理。自 20 世纪中叶系统分析方法引入生态学后，它在解决复杂的生态学问题上发挥了巨大的作用，用系统分析方法研究生态系统各部分的相互联系及其整体功能已成为生态学研究的发展趋势。把系统分析的方法应用于生态学，就称为系统生态学（ system ecology）或生态系统分析（ecosystem analysis）。生态学的系统可以很大，也可以很小，大的系统可以包括有很多生物群落的复杂生态系统，小的系统可以是两个种群组成的捕食—被捕食系统。生态系统分析是以数学模型为中心的。建立一个系统的模型通常有以下六个逻辑步骤（图 5-3）：图 5-3 建立系统模型的步骤① 确定模拟对象首先应明确要解决什么问题并且划定它在系统中空间与时间上的界限与范围。这一步骤不能一次完成，以后还会有变动。② 确定系统结构即确定组分与组分之间的相互作用。一般来说，模型越复杂越能准确地描述现实系统，因为所考虑的因素和变量多。但是由于因素增多，参数、变量的数目就变得庞大，使系统模型难以确切地建立。因此，应根据研究目的及系统本身的特点，确定适当的变量以及它们之间的相互关系。③ 建立数学模型用一系列数学方程将系统的各个组分之间的相互关系定量描述。建立数学模型的方法应尽可能简单，着重于有应用价值的模型，而不是追求数学理论与方法的高深研究。④ 模型的有效性检验也称为模型的验证（verification）。在数学模型建立之后，需要对模型在执行模型对象方面的效应进行分析，如果发现模型的模拟效果很差，即模型未能将系统的真实性结构包含进去，就需要对模型进一步改进。⑤ 灵敏度分析即研究输入变量与参数的变化对模型行为的影响。⑥ 系统的模拟和控制一旦构成了一个有效的模型，就可以应用于模拟自然系统，预测预报系统的变化趋势，其中包含改变一些参数来预测系统的发展。2.生态系统的开放性、整体性原理（1）生态系统是开放的系统自然生态系统总是与外界进行物质、能量与信息的交流，即使是相对独立的池塘生态系统也是这样，它的四面八方亦都是与外界相通的，不...
