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第一章　概述1

第一节　系统的定义1

第二节　系统的组成3

一、要素3

二、结构3

三、功能4

四、行为5

五、环境5

第三节　系统的特点6

一、集合性6

二、关联性6

三、层次性7

四、整体性8

五、目的性8

六、可控性8

七、时序性9

第四节　系统的分类9

一、按自然属性分类9

二、按物质属性分类10

三、按运动属性分类10

四、按与环境的关系分类11

五、按规模大小和复杂程度分类12

六、白色系统、灰色系统和黑色系统12

第五节　系统科学体系12

一、一般系统论14

二、运筹学14

三、控制论15

四、信息论15

五、耗散结构论15

六、协同学16

七、突变论16

第六节　系统分析17

一、系统分析的原则17

二、系统分析的要素19

三、系统分析的内容21

四、系统分析的步骤25

习题28

参考文献28

第二章　农业系统分析29

第一节　农业系统分析的定性研究方法29

一、调查研究29

二、图像分析30

第二节　农业系统分析的定量方法33

一、抽样调查33

二、统计推断43

三、方差分析56

四、相关分析58

五、因素分析法59

六、关联度分析63

习题69

参考文献70

第三章　农业系统模型构建72

第一节　系统模型概述72

一、系统模型的概念与特征72

二、系统模型的分类72

三、系统模型的应用74

第二节　农业模拟模型75

一、农业模拟模型和作物模拟模型的概念75

二、农业系统模拟模型的特征75

三、农业系统模型的研究进展76

第三节　农业系统模拟的基本原理与技术87

一、系统模型化的基本原理87

二、系统模型化方法88

第四节　农业模拟模型研制步骤92

一、模型选择与总体框图设计92

二、资料获取、算法构建与数据库93

三、模块设计与模型实现94

四、模型检验与改进94

习题97

参考文献97

第四章　农业气候模型101

第一节　太阳辐射模型101

一、太阳辐射的分类101

二、日长与太阳辐射的模拟计算102

三、太阳直接辐射与散射辐射的计算105

第二节　温度模型106

一、气温的周年变化107

二、气温的周日变化110

三、土壤温度的日变化和年变化111

第三节　降水模型113

一、二次随机与雨季权重分配方法113

二、雨期方法114

习题115

参考文献115

第五章　作物发育模拟模型116

第一节 CERES-WHEAT模型116

第二节 SUCROS模型118

第三节　小麦生理发育时间模拟模型118

一、建模的基本原理与假设118

二、模型的描述119

第四节　大麦顶端发育和物候发育模拟模型122

一、生理发育时间模型中的参数123

二、生理发育时间的计算123

第五节　水稻钟模型和小麦钟模型127

一、水稻钟模型127

二、小麦钟模型128

习题130

参考文献130

第六章　光合作用与物质积累模型131

第一节　作物光合作用模型131

一、光-叶片光合作用反应曲线131

二、光、CO2-叶片光合作用反应曲线132

第二节　呼吸作用133

第三节　美国的CERES系列模型物质生产的计算133

第四节　荷兰SUCROS模型对CO2同化速率的模拟134

一、单位叶面积瞬时光合作用134

二、群体同化速率的模拟计算134

三、维持呼吸137

四、干物质生产137

五、各器官干物质分配与生长137

第五节 BarleyGrow模型对大麦光合生产的模拟138

一、单位叶面积瞬时光合作用138

二、群体瞬时光合作用138

三、到达冠层的瞬时光合有效辐射139

四、群体日光合同化量139

五、温度对光合作用最大速率的影响139

六、冠层呼吸作用与干物质积累模型140

第六节 RCSODS模型对群体光合作用的模拟141

一、群体光合作用141

二、作物呼吸作用模型141

三、群体干物质积累142

第七节　刘德利模拟的群体光合作用142

习题143

参考文献143

第七章 物质分配与器官生长模拟模型145

第一节　物质分配系数模型145

一、各器官的物质分配系数145

二、物质分配系数的几种假说146

第二节　物质分配指数模型147

一、分配指数147

二、各器官的生长148

习题149

参考文献149

第八章　作物光合面积指数的模拟151

第一节 CERES-WHEAT模型151

一、出苗到顶小穗形成期（Stage 1）LAI的模拟方法151

二、茎秆生长阶段（Stage 2）LAI的计算152

三、开花前穗生长期（Stage 3）LAI的计算153

四、穗生长到籽粒开始灌浆前（Stage 4）LAI的计算153

五、籽粒灌浆期（Stage 5）LAI的计算153

第二节　南京农业大学江苏省信息农业高技术研究重点实验室模拟方法154

一、叶面积指数模拟154

二、穗面积指数的模拟155

第三节　江苏省农业科学研究院作物叶面积指数动态模拟方法155

习题156

参考文献156

第九章　作物产量模拟模型158

第一节 CERES-WHEAT模型158

一、主要目的和总体框架158

二、模型中作物遗传参数159

三、模拟产量的方法159

第二节　Sirius模型161

第三节　水稻产量预测模型162

第四节　遥感与产量估测模型163

一、半干旱地区灌溉条件下冬小麦产量SAFY模型163

二、基于卫星遥感的小麦产量模型164

第五节　南京农业大学作物产量模拟模型系列166

一、小麦模型166

二、棉花模型167

第六节　江苏省农业科学研究院作物产量模型系列168

一、玉米产量模型168

二、棉花产量模拟模型169

第七节　关于产量预测模型的方法研讨169

一、产量构成法169

二、收获指数法170

三、产量构成模拟方法的争议170

习题171

参考文献171

第十章　土壤水分模型173

第一节　水分平衡173

一、作物冠层对降水的截流量173

二、土壤中的渗透和径流174

三、植被含水175

四、蒸散量176

五、根部水分吸收180

第二节　水分效应因子181

一、水分的供需关系181

二、水分亏缺的影响181

习题182

参考文献182

第十一章　作物养分效应的模拟183

第一节　土壤氮模型183

一、土壤中氮的组成183

二、土壤中氮的收支模型184

三、土壤无机氮运动模型184

四、矿化与固定185

五、硝化作用187

六、反硝化作用188

第二节　养分吸收与分配188

一、养分吸收需求188

二、肥料利用率与作物需肥量190

三、氮素的吸收与分配动态191

第三节　氮、磷、钾的关系及养分效应因子192

一、氮、磷、钾的关系192

二、养分效应因子195

习题196

参考文献196

第十二章　专家系统及其应用197

第一节　概述197

一、专家系统的定义和特点197

二、专家系统的发展历史197

三、专家系统的优点198

四、与专家系统相关概念198

第二节　专家系统的结构200

一、专家系统的基本结构200

二、专家系统的理想结构201

第三节　专家系统的分类202

第四节　知识获取方法与知识表示205

一、专家知识的获取205

二、专家系统知识表示208

第五节　推理方式210

一、演绎推理、归纳推理和默认推理210

二、确定性推理与不确定性推理213

三、单调推理和非单调推理215

第六节　专家系统设计215

一、专家知识的描述215

二、专家系统开发环境215

三、专家系统的设计技巧216

四、建立专家系统的步骤218

第七节　专家系统的应用实例218

一、甜菜害虫专家系统的建设218

二、食用菌栽培专家系统的设计与开发221

习题225

参考文献225

第十三章　基于模型的作物管理决策支持系统226

第一节　决策支持系统的概念、特征与功能226

一、决策支持系统的产生与发展226

二、作物管理决策支持系统的类型与结构232

三、农业决策支持系统的开发技术241

第二节　主要农业决策支持系统及其应用251

一、基于生长模型的作物管理决策系统251

二、基于知识规则的作物管理决策系统253

三、基于知识模型的作物管理决策系统254

四、专家系统与生长模型相结合的作物管理决策系统256

五、基于模型和GIS的作物管理决策支持系统257

习题258

参考文献258