植物生长建模与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:Bao-Gang

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-10-01

价格:360.0

装帧:

isbn号码:9787302071402

丛书系列:

图书标签:

• 科普
• 植物建模
• 生长建模
• 生物数学
• 生态学
• 农业
• 植物生理学
• 计算机模拟
• 模型应用
• 作物生长
• 生态系统模型

《作物产量预测与环境调控》 本书旨在深入探讨作物产量预测的科学方法及其与环境调控的紧密联系，为现代农业生产提供强有力的技术支撑。全书共分为五个部分，层层递进，力求全面而详实地阐述相关理论与实践。 第一部分：作物产量形成机理与关键因素分析 本部分将首先回顾作物生长发育的基本规律，详细解析光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等关键生理过程对产量的直接影响。在此基础上，深入剖析影响作物产量的各类因素，包括但不限于： 遗传因素： 不同作物品种的产量潜力、抗逆性、生育期等遗传特性。 环境因素： 光照： 光照强度、日照时长、光质对光合生产力的影响。 温度： 生长发育各阶段的最适温度、极端温度对作物生长周期的影响。 水分： 作物对水分的需求、水分亏缺与过量的具体影响，以及水分利用效率。 养分： 主要营养元素（N, P, K等）的吸收、转化与利用，以及微量元素的重要性。 土壤： 土壤结构、质地、pH值、有机质含量、微生物活性等对作物生长的影响。 大气因素： CO2浓度、风力、降雨格局等。 管理因素： 播种密度、施肥策略、灌溉技术、病虫草害防治、耕作方式等。 本部分将结合大量实证数据和经典研究案例，阐明这些因素之间复杂的相互作用关系，为后续产量预测模型构建打下坚实的基础。 第二部分：作物产量预测模型构建与评估 本部分将系统介绍各类作物产量预测模型的原理、构建方法及其适用性。主要涵盖： 经验统计模型： 基于历史产量数据和相关气象、土壤数据的回归分析、时间序列分析等方法，分析产量与环境因子之间的统计关系。 生物物理模型： 模拟作物生理过程（如光合作用、蒸腾作用、物质分配等），结合环境因子输入，预测作物生长和产量。重点介绍如DSSAT、APSIM等国际知名模型的使用原理和构建思路。 机器学习模型： 应用人工智能技术，如支持向量机（SVM）、随机森林（Random Forest）、神经网络（Neural Network）等，处理大规模数据，挖掘隐藏的产量影响规律。 混合模型： 结合经验统计模型和生物物理模型的优势，提高预测精度和鲁棒性。 在模型构建部分，将详细讲解数据收集、预处理、模型选择、参数率定、模型验证与评估等关键步骤。评估指标将包括均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、决定系数（R²）等，并探讨不同模型的优劣势对比。 第三部分：环境调控技术与产量优化 本部分将聚焦于如何通过科学的环境调控手段来优化作物生长环境，从而提高产量和品质。内容包括： 精准灌溉技术： 基于作物需水模型、土壤水分监测和气象信息，实现科学、高效的灌溉，避免水分胁迫或过量。 精准施肥技术： 根据作物养分需求动态、土壤养分状况以及肥料利用效率，实现养分的精准供给，减少浪费，提高肥效。 设施农业环境调控： 在温室、大棚等设施中，通过控制温度、湿度、光照、CO2浓度等，为作物创造最适宜的生长环境。 抗逆栽培技术： 针对干旱、洪涝、高温、低温、盐碱等逆境，介绍相应的栽培管理措施，减轻环境胁迫对产量的影响。 病虫草害绿色防控： 强调利用生物防治、物理防治等绿色技术，减少化学农药使用，保障作物健康生长。 本部分将着重于这些调控技术的实际应用案例和效果评估，突出其在提高产量、降低成本、保护环境方面的作用。 第四部分：产量预测与环境调控的耦合应用 本部分将深入探讨如何将产量预测模型与环境调控技术有机结合，形成决策支持系统，实现农业生产的智能化管理。具体内容包括： 基于预测的灌溉和施肥决策： 利用作物生长模型和气象预报，预测作物未来一段时间的需水、需肥量，指导精准灌溉和施肥。 灾害预警与风险评估： 结合极端天气预报和产量预测模型，评估潜在的自然灾害对作物产量的影响，为农民提供风险预警和应对建议。 作物区域布局优化： 基于区域气候、土壤条件和产量预测能力，为不同作物提供适宜的种植区域建议，最大化区域农业生产潜力。 农业政策制定辅助： 为政府制定农业补贴、生产计划、市场调控等政策提供科学依据。 本部分将通过具体的应用场景和案例分析，展示产量预测与环境调控的集成应用如何助力现代农业的可持续发展。 第五部分：未来发展趋势与挑战 本部分将展望作物产量预测与环境调控领域的未来发展方向，并探讨当前面临的挑战。内容包括： 遥感技术与大数据在产量预测中的应用： 整合卫星遥感、无人机遥感等数据，结合物联网、云计算等技术，构建更高精度、更大尺度的产量预测系统。 表型组学与基因组学在产量遗传改良中的作用： 结合分子生物学技术，挖掘与产量形成相关的基因，加速优良品种的选育。 模型的不确定性分析与模型改进： 进一步研究模型的不确定性来源，提高模型的稳定性和可靠性。 人机协同的智能化农业决策系统： 探索人工智能与人类专家经验的结合，构建更智能、更易用的农业决策支持工具。 气候变化背景下的产量预测与适应策略： 探讨如何应对气候变化对作物生产带来的挑战，并提出相应的适应性策略。 本书旨在为农学、园艺、生态学、遥感、计算机科学等相关领域的科研人员、技术推广人员、决策者以及对现代农业感兴趣的读者提供一份全面、深入的学习资料和参考。通过掌握本书内容，读者将能够更科学地理解作物产量形成机制，熟练运用产量预测模型，并有效实施环境调控技术，最终为提升农业生产效率、保障粮食安全做出贡献。

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这本书在内容组织结构上展现出一种高度的逻辑性和渐进性。它遵循了从宏观到微观，再到系统集成的科学认知规律。开篇从植物的形态结构入手，然后逐步深入到细胞层面、分子机制，最后落脚于种群生态学和环境互动。这种“搭积木”式的知识构建方法，确保了读者在学习新知识时，总是有已经掌握的概念作为基础，有效避免了知识点的空中楼阁现象。 特别值得称赞的是，作者在每一个章节的末尾都设置了“思考与拓展”的小节。这些问题往往不是简单的事实回顾，而是需要读者综合运用本章所学知识进行推理和判断的开放性问题。例如，它可能会要求读者设计一个实验来验证某个生长素的最佳浓度范围。这种互动式的设计，极大地锻炼了读者的批判性思维和解决问题的能力，让这本书不仅仅是一本知识的传递者，更是一个智慧的激发器。整体来看，这是一部结构严谨、内容扎实、兼顾学术深度与阅读体验的优秀著作。

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这本书的理论深度是毋庸置疑的，但它最可贵之处在于其极强的应用导向。我特别关注了其中关于作物产量预测模型的章节，内容详实，从气候因子、土壤养分输入到病虫害影响的量化处理，逻辑链条清晰完整。作者似乎非常清楚当前农业生产中面临的实际痛点，因此提供的解决方案都具有很强的操作性。我尤其喜欢他引入的那些基于大数据分析的预测模型，它们不再是简单的经验主义总结，而是包含了复杂的数学推导和统计验证，这对于从事现代农业研究的专业人士来说，无疑是一份极佳的参考资料。尽管有些数学公式看起来颇为复杂，但作者总能在关键处给出直观的解释，帮助读者抓住核心思想，而不是被细节困住。 深入阅读后我意识到，这本书不仅仅是关于“植物如何生长”的知识集合，更是一本关于“如何利用科学思维优化自然过程”的指南。它成功地架设了基础生物学研究与工程实践之间的桥梁。书中对现代精准农业技术的介绍也非常前沿，比如利用遥感技术监测植被健康状况的实例，让我对未来智慧农业的蓝图有了更清晰的构想。这本书的深度和广度，绝对配得上“案头必备”的评价。

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这本书的封面设计得相当有特色，那种深邃的绿色调配上嫩芽的黄色点缀，立刻就让人联想到了生机勃勃的自然景象。我一直对植物的生命周期和它们如何适应环境变化感到好奇，所以拿到这本书时，内心充满了期待。翻开第一页，我发现作者的叙述方式非常细腻，仿佛在带领读者进行一场深入的植物王国探险。他没有过多地堆砌生涩的学术名词，而是用一种近乎诗意的语言描绘了光合作用的精妙过程，以及根系如何在土壤中默默拓展生命的疆域。 最让我印象深刻的是书中对不同气候带植物适应性的剖析。作者通过大量的实地观察案例，展示了沙漠植物如何进化出厚实的蜡质表皮以减少水分蒸发，而热带雨林中的藤蔓又是如何通过攀爬快速争夺阳光。这种对比不仅仅停留在现象描述，更深入到基因层面的调控机制，让人不禁感叹大自然鬼斧神工的设计。阅读过程中，我时常需要停下来，回味那些描述植物“选择”和“策略”的段落，仿佛在聆听一个古老而智慧的生命哲学。这本书的排版也很舒服，图文并茂，那些手绘的植物结构图清晰而富有艺术感，极大地提升了阅读体验。

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这本书的纸张质感和装帧质量，给了我极佳的翻阅体验。厚实的铜版纸使得那些彩色的显微照片和实验结果图表看起来异常清晰锐利，色彩还原度极高。在阅读涉及分子生物学路径图时，这种高清晰度至关重要，每一个酶的结合点、每一个信号分子的传递方向，都看得清清楚楚，这对于精确理解复杂的生化网络是不可或缺的。 再者，全书的注释和参考文献部分做得极为详尽和规范。作者对每一个重要结论都标注了出处，并且在书末提供了详尽的引用列表，这体现了作者严谨的学术态度。对于希望进一步深挖某个特定主题的读者，这些引用就像是一张张通往更深知识领域的地图。我特别欣赏作者在脚注中补充的一些“花边知识”或者历史背景，这些内容虽然不是主干，但极大地丰富了阅读的层次感，让人在学习知识的同时，也能感受到科学发展的脉络和趣味性。

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这本书的文笔风格非常独特，它不像传统教科书那样刻板僵硬，反而带有一种沉静而有力的节奏感。作者在阐述复杂的生理过程时，常常运用到一些比喻，比如将细胞膜比作“生物世界的海关”，将激素的作用比作“微小的信使”，使得抽象的科学概念瞬间变得形象生动起来。这对于非专业背景的读者来说，简直是一大福音。我读起来几乎没有障碍感，完全沉浸在知识的河流中，时不时还会因为某个精妙的比喻而会心一笑。 尤其是关于植物防御机制的论述部分，真是引人入胜。书中描述了植物如何通过化学信号网络相互“警示”，以及它们如何生成次生代谢产物来抵御捕食者。这种将植物拟人化的描述方式，极大地激发了读者的好奇心和想象力。它让我看到了一个充满“社会性”和“智慧”的植物世界，而非仅仅是静止的、被动的有机体。这种叙事上的成功，使得原本可能枯燥的生物化学知识，焕发出了勃勃生机。

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