环境模拟:环境系统的系统动力学模型导论

环境问题的解决需要理解环境系统行为，而环境系统行为的研究离不开各种各样模拟方法的应用。本书详细讲解了系统动力学模型建立的过程、步骤与方法以及在模拟过程中可能遇到的问题与解决途径，并结合20世纪美国面临的一些生态和环境问题，运用系统动力学模型常用的一个有效工具——SteHa进行了大量的实例演示与分析。本书附录还简略介绍、对比分析了六种目前常用的模拟软件，包括Stella、Dynamo、Vensim、Powersim软件、电子表格和特殊函数。环境系统模拟对于帮助理解社会、经济、环境等问题的过程、机制和关系，解决环境系统各层面尤其是复杂环境系统中的各种动力学关系具有重要作用。本书突出了模型在环境模拟中的作用，并且对模拟工具也有较完整的说明和应用，便于广大研究者与实践人员更好地掌握系统模拟工具，理解模型的运用，对于推动环境系统模拟在我国地球系统研究和实践领域特别是环境和生态系统中的应用均有积极作用。
本书可供高等院校相关专业的本科生、研究生参考，也可供相关领域的科研人员和教师参考。

序言
致谢
第一部分 导论
第1章 概述
第2章 库和流
第3章 数值模拟
第4章 莫诺盆地的水流模型
第5章 平衡图
第6章 s形增长
第7章 因果回路图
第8章 因果回路与体内平衡
第9章 牛眼图
第二部分 物质流模拟
第10章 物质流简介
第1l章 步长的取值
第12章 模拟DDT流
第13章 幼鲑的春季洄游
第14章 图坎嫩河鲑鱼模型
第三部分 建模过程

　　第一部分导论
　　 第1章 概述
　　 模型是用来代替真实系统的。当对实际系统进行操作比较困难时，就需要用模型这个替代系统。建筑师的蓝图、工程师的风洞和经济学家的图表都是模型。它们代表了一个真实系统的某些方面——建筑物、航空器或国家经济。当这些模型能够帮助我们学到一些关于它们所代表的真实系统的新知识时，模型就是有用的。
　　 我们当中的许多人已经建立和使用过模型。最初的经验可能已经涉及物理模型，如纸飞机或纸板滑翔机，这些模型易于组装和使用，使实验操作变得有趣。我们进行实验，观察实验结果，然后再尝试。通过这种方法，我们了解了飞行动力学。如果我们的经验一致，就会知道，要想使纸飞机飞得更远，不能简单地用力投掷，每只飞机在空中飞行时似乎都遵循其自然滑翔路径。通过实验，我们了解到飞行的自然轨迹能在多大程度上得到改进。
　　 本书侧重于环境系统的数学模型。数学模型用方程来表示系统内的相互联系。我们将集中关注一类特殊的数学模型，它们是在计算机上进行“模拟”的。因为大量繁琐的计算交由计算机来执行，故称其为计算机模拟模型。我们的工作就是思考建立描述环境系统模型的最佳途径。如果工作做得很好，就能利用模型来进行实验。我们尝试实验，观察实验结果，然后再重复实验。通过这种方法，将会提高我们对于环境系统里自然轨迹的理解。通过使用计算机模型的模拟实验，我们将了解到系统运行的自然轨迹能在多大程度上得到改进。
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