《農業系統分析與模擬》主要介紹了有關農業系統分析、農業系統模型、農業氣候模型、作物發育模型、光合生產模型、物質分配與器官生長模型、產量模型、水分和養分效應模型、農業專家系統、作物智能管理與決策支持系統等的結構、功能與構建方法等內容。編者結合近年來在農業系統學與農業信息技術領域的科研成果和學術積累，以作物生長的技術—環境—產量動態關系為主線，闡述了農業系統分析和農作物系統模型的數學基礎、發展歷史、基本原理、方法和應用。《農業系統分析與模擬》注重了研究性與應用性、機理性與知識性、參考性與學習性的統一。
《農業系統分析與模擬》主要面向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。特別適用于作為農業系統學或農業信息學等專業教學和科研的教材或參考書。
作物生產系統是一個復雜而獨特的多因子動態系統，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。作物生產系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，只能粗略地引用于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，已經被廣泛應用于支持發達國家和發展中國家的大田試驗研究與推廣，其潛在價值是巨大的。
農業系統學的發展經歷漫長的時期，特別是20世紀80～90年代在國外快速發展，形成了不同的分支學科。在我國，經過長期的研究與實踐，也形成了各有特色的學科體系和具有一定應用價值的作物智能管理及決策系統。隨著時代的發展，農業系統模擬模型的研究進入了一個新時期。模擬模型吸取了作物生理學、作物栽培學、土壤學、農業氣象學、植物病理學等學科的知識，能迅速地回答許多“如果……那么……”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產情況，也可用于區域性規模的農田生產，還可模擬不同氣候模式下的產量。這種模型不存在地理限制，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制度。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，一些發達國家利用作物模擬模型及決策支持系統、3S技術[遙感（RS）、地理信息系統（GIS）、全球定位系統（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、農業生產管理、肥水運籌、病蟲害預測和防治，以及農業可持續發展等，克服了傳統農業固有的缺點，大大提高了農業生產管理決策的科學性和定量化水平，取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。
前言
第一章 概述
第一節 系統的定義
第二節 系統的組成
一、要素
二、結構
三、功能
四、行為
五、環境
第三節 系統的特點
一、集合性
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 系統的分類
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、按與環境的關系分類
五、按規模大小和復雜程度分類
六、白色系統、灰色系統和黑色系統
第五節 系統科學體系
一、一般系統論
二、運籌學
三、控制論
四、信息論
五、耗散結構論
六、協同學
七、突變論
第六節 系統分析
一、系統分析的原則
二、系統分析的要素
三、系統分析的內容
四、系統分析的步驟
習題
參考文獻
第二章 農業系統分析
第一節 農業系統分析的定性研究方法
一、調查研究
二、圖像分析
第二節 農業系統分析的定量方法
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 農業系統模型構建
第一節 系統模型概述
一、系統模型的概念與特征
二、系統模型的分類
三、系統模型的應用
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、農業系統模擬模型的特征
三、農業系統模型的研究進展
第三節 農業系統模擬的基本原理與技術
一、系統模型化的基本原理
二、系統模型化方法
第四節 農業模擬模型研制步驟
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 水稻鐘模型和小麥鐘模型
一、水稻鐘模型
二、小麥鐘模型
習題
參考文獻
第六章 光合作用與物質積累模型
第一節 作物光合作用模型
一、光一葉片光合作用反應曲線
二、光、CO2一葉片光合作用反應曲線
第二節 呼吸作用
第三節 美國的CERES系列模型物質生產的計算
第四節 荷蘭SUCROS模型對CO2同化速率的模擬
一、單位葉面積瞬時光合作用
二、群體同化速率的模擬計算
三、維持呼吸
四、干物質生產
五、各器官干物質分配與生長
第五節 BarleyGrow模型對大麥光合生產的模擬
一、單位葉面積瞬時光合作用
二、群體瞬時光合作用
三、到達冠層的瞬時光合有效輻射
四、群體目光合同化量
五、溫度對光合作用最大速率的影響
六、冠層呼吸作用與干物質積累模型
第六節 RCSODS模型對群體光合作用的模擬
一、群體光合作用
二、作物呼吸作用模型
三、群體干物質積累
第七節 劉德利模擬的群體光合作用
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 物質分配系數模型
一、各器官的物質分配系數
二、物質分配系數的幾種假說
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 作物光合面積指數的模擬
第一節 CERE-WHEAT模型
一、出苗到頂小穗形成期（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、葉面積指數模擬
二、穗面積指數的模擬
第三節 江蘇省農業科學研究院作物葉面積指數動態模擬方法
習題
參考文獻
第九章 作物產量模擬模型
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、模擬產量的方法
第二節 Sirius模型
第三節 水稻產量預測模型
第四節 遙感與產量估測模型
一、半干旱地區灌溉條件下冬小麥產量SAFY模型
二、基于衛星遙感的小麥產量模型
第五節 南京農業大學作物產量模擬模型系列
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產量模型系列
一、玉米產量模型
二、棉花產量模擬模型
第七節 關于產量預測模型的方法研討
一、產量構成法
二、收獲指數法
三、產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、水分的供需關系
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、鉀的關系及養分效應因子
一、氮、磷、鉀的關系
二、養分效應因子
習題
參考文獻
第十二章 專家系統及其應用
第一節 概述
一、專家系統的定義和特點
二、專家系統的發展歷史
三、專家系統的優點
四、與專家系統相關概念
第二節 專家系統的結構
一、專家系統的基本結構
二、專家系統的理想結構
第三節 專家系統的分類
第四節 知識獲取方法與知識表示
一、專家知識的獲取
二、專家系統知識表示
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 專家系統設計
一、專家知識的描述
二、專家系統開發環境
三、專家系統的設計技巧
四、建立專家系統的步驟
第七節 專家系統的應用實例
一、甜菜害蟲專家系統的建設
二、食用菌栽培專家系統的設計與開發
習題
參考文獻
第十三章 基于模型的作物管理決策支持系統
第一節 決策支持系統的概念、特征與功能
一、決策支持系統的產生與發展
二、作物管理決策支持系統的類型與結構
三、農業決策支持系統的開發技術
第二節 主要農業決策支持系統及其應用
一、基于生長模型的作物管理決策系統
二、基于知識規則的作物管理決策系統
三、基于知識模型的作物管理決策系統
四、專家系統與生長模型相結合的作物管理決策系統
五、基于模型和GIS的作物管理決策支持系統
習題
參考文獻
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