8月1日,中国科学院新疆生态与地理研究所举办第65期“天山学术论坛”,本期论坛邀请到美国加利福尼亚大学河滨分校李百炼教授。论坛由新疆生地所科研处处长周晓兵研究员主持,研究所科研人员和研究生参会。
李百炼教授作了题为“AI流域:融合人工智能的流域景观生态系统时空模拟与生态安全决策模型”的精彩报告。报告首先回顾了传统流域管理中“流域”概念的演变:从单一河道到涵盖上游山地和社会生态系统的整体单元,并强调缺乏统一流域管理将导致跨区域洪涝与水资源冲突问题。接着,以美国南佛罗里达流域为案例,展示了基于自然流域结构与历史数据构建的水动力模型,揭示了人类扰动如运河改道对湿地生态和水质的深远影响。报告中,李百炼教授提出“AI流域”理念:通过深度学习与大数据技术,构建包括地形、水文、植被、气候与人文活动的多源异构时空模拟平台,实现对流域景观生态系统动态演变的高精度预判。从三部分介绍了“AI流域”应用,包括如何利用遥感、物联网和高性能计算采集并同化多尺度生态数据,建立自下而上的数字孪生流域模型;阐述AI算法在流域建模中的可行性,从神经网络拟合复杂非线性水文过程,到强化学习优化生态修复方案;探讨AI驱动下的生态安全决策支持系统,重点展示如何在洪水预警、湿地保育与资源配置等模块中,借助模型不确定性量化与实时反馈机制,为管理者提供最优行动建议。同时,李百炼教授还分享了其团队在Cast River流域的实证研究,充分展示了AI方法在跨尺度流域治理中的应用潜力。
李百炼,美国加利福尼亚大学河滨分校生态学终身教授,国际生态与可持续发展研究中心主任,美国农业部-中国科技部农业生态与可持续发展联合研究中心共同主任。2015年获普利高津金质奖章,2022年获旅美科协卓越创新奖,2024年获国际杰出生态学家奖;“生态复杂性”这一新生态学分支学科的奠基人,《Ecological Complexity》(Elsevier)创刊主编,《Journal of Arid Land》(Springer Nature)联合创刊主编。在包括Nature、Science、PNAS 等权威性学术刊物发表论文320余篇。
会议现场