作者：农钧淞、辛思慧 审核：纪宝明
近日，北京林业大学草业与草原学院本科生辛思慧等在知名国际生态学期刊Ecological Modelling上发表了题为Environmental System Dynamics: Current Development and Applications（《环境系统动力学：当代进展与应用》）的综述文章。该研究回顾了系统动力学的发展历史、关键概念和应用现状，并对相关的多方面的未来前景进行了展望。
论文梳理归纳了北美学派、欧洲学派和中国学派的关键学者与里程碑著作，如《增长的极限》、《环境模拟》等，通过文献计量统计分析，综述了系统动力学方法从建立之初至今的发展历程，展示了系统动力学方法60余年间的格局演变以及从西学东渐再到全球融合发展的趋势，分析了其在生态系统、环境演变和人口与社会经济系统管理决策方面的广泛应用。
图1 系统动力学及其在生态建模领域应用文献计量结果分析（1960~2024）。
在论文中，作者以成对的形式总结了系统动力学的重要概念，梳理了系统动力学建模的规范步骤和要领。同时，按种群、群落、景观、生态系统等不同水平，对系统动力学方法在生态学中具有代表性的建模应用进行了介绍和评述，提出系统动力学方法与空间分析相结合发展的进展与思路，包括多主题建模、土地动力学预测模型等。在展望部分，文章提出系统动力学方法基于微分方程的显式“白箱”建模与目前流行人工智能的“黑箱”统计范式相结合的潜力，介绍了包括Yau-Yau非线性滤波数学方法、识别“因果涌现”的机器学习框架神经信息压缩器NIS+等前沿方向，为延拓系统动力学方法聚焦运用学科交叉技术为综合应对自然与社会可持续发展挑战提供更优的建模和分析方案。
图2系统动力学建模经典的参考模型及其数学表达式：种群指数增长、种间竞争、逻辑斯蒂增长、贝塔朗菲方程、米氏方程、捕食者-猎物（洛特卡-沃尔泰拉方程）、种群增长差分方程与振荡和混沌发生。
论文第一作者来自草业22级本科生辛思慧，其他学生作者包括农钧淞、吴佳昕、邹心维和吴瑞瑾，草业与草原学院副教授李周园为指导教师和论文通讯作者。这项工作依托大学生创新训练项目（202410022118、202310022126）、科研训练课程和草学院绿茵计划等培养环节开展。该研究得到国家重点研发计划（2023YFF1304305、2022YFF0802103）、国家自然科学基金（32101324）以及全英文研究生高水平课程建设项目（YWKC2202）的资助支持。草业与草原学院董世魁教授、邬荣领教授和北京大学王少鹏教授参与了文章指导和撰写。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2025.111135
北京林业大学教务处
北京林业大学草学院
2025年4月25日