生态信息学原理、方法和应用

课程编码：071300M02020H 英文名称：Theory and Application of Ecological Informatics 课时：45 学分：2.00 课程属性：一级学科普及课 主讲教师：何洪林等

本课程为生态学专业硕士研究生的专业普及课，也可作为自然地理学、环境科学、信息科学等相关专业研究生的选修课。本课程将系统介绍生态信息学的基本概念和学科框架，现代信息技术和方法及其在生态学研究中的应用，培养学生获取生态数据、挖掘和分析生态科学数据的能力，提高学生的学科交叉能力，拓展学生的研究视野和思维。

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第一章 生态信息学概论 3学时
第1节 生态信息学的概念及其在生态学研究中的意义
第2节 生态信息技术的产生背景和发展历程
第3节 生态信息学主要研究内容
第4节 生态信息学的应用案例
第二章 生态科学数据获取 3学时
第1节 生态系统观测网络
第2节 生态系统科学数据观测技术与方法
第3节 公开共享的生态科学数据资源
第三章 生态数据管理、集成与开放共享 3学时
第1节 生态数据管理和集成
第2节 生态数据开放共享
第四章 中国长期生态监测数据的分析、处理和应用 6学时
第1节 通量观测数据分析、处理和应用
第2节 CERN长期生态观测数据的挖掘和应用
第五章 整合分析技术及其在生态学研究中的应用 3学时
第1节 整合分析技术
第2节 应用案例
第六章 机器学习技术及其在生态学研究中的应用 9学时
第1节 传统统计方法
第2节 机器学习算法（人工神经网络、深度学习）
第3节 应用案例
第七章 模型数据融合技术及其在生态学研究中的应用
第1节 模型数据融合概念和方法 3学时
第2节 生态系统模型参数优化算法和应用 3学时
第3节 生态系统模型不确定性分析方法和应用 3学时
第八章 生态系统模型发展及其应用 3学时
第1节 生态系统过程模拟方法
第2节 生态系统模型应用案例
第九章 生态预测技术及其应用 3学时
第1节 生态预测方法
第2节 应用案例与前景
第十章 考试 3学时
第1节 考试

何洪林，男，博士，1971年生，中国科学院地理科学与资源研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师，中国科学院现有关键技术人才，国家重点研发项目首席科学家。现任生态系统网络观测与模拟院重点实验室副主任，中国生态系统研究网络（CERN/ CNERN）综合中心副主任，生态系统大数据与模拟中心主任，国际长期生态系统研究网络信息管理委员会委员，国家野外台站实施方案（2018-2022）编制核心工作组成员。1992年、1998年分别获得南京大学自然资源管理专业学士和环境地学硕士学位。2001年获华东师范大学地理信息系统博士学位。2001-2004年在中国科学院地理科学与资源所从事生态信息学博士后研究。2001-2002年香港中文大学访问学者，2009年俄克拉荷马大学访问学者。先后主持科技部国家重点研发计划“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”、中国科学院先导专项课题“我国陆地生态系统固碳潜力与速率的综合模拟与集成分析”、中国科学院STS项目“CERN大数据中心数据云的关键技术及其应用研究”、国家自然科学基金3项，参与“十一五”、“十二五”生态监测和评估支撑项目，完成鄱阳湖流域生态监测与评估系统开发，建立了中国生态系统研究网络数据集成、同化系统。近年来，研究方向重点关注陆地生态系统碳循环过程的变化机制及模型数据融合。近五来发表学术论文100余篇，其中SCI收录50余篇，以第一作者或通讯作者在Global Change Biology、National Science Review、Earth System Science Data等国际主流期刊发表论文20余篇，编写专著3部，参与制定国家标准1项，获软件著作权17项。获得2010及2011年国家科技进步二等奖 ，2008环保部科技进步一等奖 。
张黎，女，博士，1982年生，中国科学院地理科学与资源研究所高级工程师，硕士生导师，生态系统大数据与模拟中心副主任，中国科学院大学岗位教师。2002年毕业于南京气象学院应用气象学专业，获学士学位；2005年毕业于中国气象科学研究院气象学专业，获硕士学位；2008年毕业于中国科学院地理科学与资源研究所生态学专业，获博士学位。2008年7月至今在中国科学院地理科学与资源研究所工作。2013年5～11月，美国橡树岭国家实验室访问学者。先后承担国家自然科学基金2项、重点研发计划项目子课题1项、国家973计划子课题2项、中国科学院战略性先导科技专项专题1项、中国科学院科技服务网络计划（STS计划）课题1项。研发了碳循环模型数据融合技术和不确定性分析技术，构建了陆地碳收支评估的模型-数据融合系统，为碳收支模拟不确定性的定量评估和不确定性的降低提供了方法论和工具。参与构建的中国陆地生态系统碳循环科研信息化环境，为我国陆地生态系统碳循环研究提供信息化支撑，被评为中科院科研信息化应用优秀案例，并被编入《中国科学院信息化发展报告2013》。评估并改进了CLM4.5模型，揭示了季节性干旱和大气氮沉降及其交互作用对亚热带森林碳通量的影响，阐明了中国陆地碳汇年际变异的区域贡献和气候归因，相关结果被编入《第四次国家气候评估报告》。发表论文70余篇（第一作者和通讯作者论文19篇），参编著作7部，获得软件著作权7项。
任小丽，女，博士，1984年5月生，中国科学院地理科学与资源研究所副研究员，研究方向为碳循环模型数据融合和生态信息学研究。2007年～2014年先后于华东师范大学和中国科学院大学获得地图学与地理信息系统及生态学专业硕士、博士学位，2014年至今就职于中国科学院地理科学与资源研究所。近年来，主持一项国家自然科学基金，承担国家重点研发计划、中国科学院科技服务网络计划（STS计划）、国家重大科学研究计划（973）、科技基础性工作专项、青海省重大科技专项等多个项目的专题；在国内外主流期刊发表论文41篇，其中SCI论文18篇（第一作者/通讯作者9篇），国内核心论文23篇（第一作者/通讯作者10篇）；参编专著两部；获软著10多项；荣获2018年度中国科学院地理科学与资源研究所“秉维”优青人才奖；担任国际组织ILTER信息管理委员会委员。