通過模型構(gòu)建模擬環(huán)境過程成為相關(guān)科學(xué)研究越來越重要的手段。環(huán)境過程的模擬方法眾多，目前構(gòu)建模型的方法主要有基于機(jī)理過程、統(tǒng)計(jì)模型和系統(tǒng)方法三種類型，這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)建模目標(biāo)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)選取合適的方法。在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家水污染治理重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助下，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所高俊峰研究團(tuán)隊(duì)以大型湖泊的藻類模擬為研究案例，開展了環(huán)境過程模型構(gòu)建及不同方法構(gòu)建模型模擬結(jié)果的比較研究。
研究以湖泊藻類預(yù)測(cè)為研究案例，采用機(jī)理過程模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（系統(tǒng)方法）、回歸（統(tǒng)計(jì)）模型三種方法模擬藻類的動(dòng)態(tài)變化過程，比較了不同模擬方法的性能。研究結(jié)果表明：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有很強(qiáng)的非線性預(yù)測(cè)能力，模型構(gòu)建過程簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、適用于復(fù)雜環(huán)境過程的預(yù)測(cè)，但模型構(gòu)建過程的樣本分配、模型結(jié)構(gòu)與訓(xùn)練方法選擇等方面均存在不確定因素，并且難以闡明環(huán)境過程的機(jī)理；機(jī)理過程模型有利于揭示藻類空間動(dòng)態(tài)變化過程及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制，模型構(gòu)建過程復(fù)雜、數(shù)據(jù)輸入量大、模型運(yùn)行效率較低，適用于分析環(huán)境過程的空間動(dòng)態(tài)變化機(jī)理、控制性因素分析、情景構(gòu)建和方案比選；回歸模型構(gòu)建過程簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)輸入要求較低，模型運(yùn)行效率高，適用于對(duì)環(huán)境過程的初步分析。研究結(jié)果發(fā)表在新興交叉學(xué)科“環(huán)境信息”SCI期刊Journal of Environmental informatics上，審稿專家認(rèn)為“不同模型方法學(xué)比較是環(huán)境過程研究中的重要任務(wù)，本文的發(fā)表將對(duì)模型的選擇及運(yùn)用產(chǎn)生良好的貢獻(xiàn)”。
不同模擬方法的藻類模擬結(jié)果。（a-c）三種不同結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；（d）機(jī)理過程模型；（e）回歸模型
