SIR(Susceptible-Infected-Removed)模型与ODM(Optimal Diet Model)模型分别是研究流行病与捕食行为的经典模型,传统的以微分方程(组)的形式所表达的模型结构在研究空间异质对流行病与捕食结果的影响方面存在先天上的短板.而元胞自动机模型作为一种结构简单、且能充分体现空间结构的建模思想,自Conway提出著名的生命游戏以后,就得以在各领域获得广泛的应用和长足的发展.本文主要致力于利用元胞自动机这一工具,在SIR和ODM经典微分方程模型的基础上,通过蒙特卡洛方法的思想,建立具有反映空间特征的空间异质性SIR和ODM模型,并对此模型进行分析.首先,实现了二维平面上流行病的潜伏与隔离作用的模拟,提出了三个内嵌子结构,并针对结构功能、效果进行了对比实验.进而,利用本文建立的元胞自动机模型对2010年一段时间内我国内陆的H1N1传播疫情进行了仿真,给出满意的模拟结果并解释其生物学意义;其次,在最优觅食理论(Optimal Foraging Theory,OFT)的支持下,尝试利用元胞自动机构建具有空间结构的二维最优食谱(Optimal Diet Model,ODM)模型,并与经典ODM模型进行性质上的对比.在张锋和惠苍提出的就近经验驱动(Recent ExperienceDriven,RED)模型的基础上,利用元胞自动机建立了具有空间结构的RED二维(RED-2d)模型和具有空间异质性的RED三维(RED-3d)模型,并在RED二维模型的基础上考虑食饵浓度及其对捕食者行为的影响,并改进了捕食决策方程,使其更趋于觅食行为的真实性.此外,本文提供了全随机、随机高斯、斑块交换聚集以及随机高斯叠加等四种地图的初始化方法,来分别应对RED-2d与RED-3d模型的空间异质性生境的初始化问题.