数学模型在生态学的应用及研究 [The Application and Research of Mathematical Model in Ecology] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨东方，王凤友 著

图书标签:

• 数学模型
• 生态学
• 应用研究
• 生态建模
• 数理生态学
• 生物数学
• 生态系统
• 模型分析
• 生态预测
• 交叉学科

出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502788759

版次：1

商品编码：11600716

包装：平装

外文名称：The Application and Research of Mathematical Model in Ecology

开本：16开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：309

字数：480000##

内容简介

　　通过阐述数学模型在生态学的应用和研究，定量化地展示生态系统中环境因子和生物因子的变化过程，揭示生态系统的规律和机制，以及其稳定性、连续性的变化，使生态数学模型在生态系统中发挥巨大作用。在科学技术迅猛发展的今天，通过《数学模型在生态学的应用及研究》的学习，可以帮助读者了解生态数学模型的应用、发展和研究的过程；分析不同领域、不同学科的各种各样生态数学模型；探索采取何种数学模型应用于何种生态领域的研究；掌握建立数学模型的方法和技巧。
　　此外，《数学模型在生态学的应用及研究》还有助于加深对生态系统的量化理解，培养定量化研究生态系统的思维。
　　《数学模型在生态学的应用及研究》介绍各种各样的数学模型在生态学不同领域的应用，如在地理、地貌、水文和水动力以及环境变化、生物变化和生态变化等领域的应用。详细阐述了数学模型建立的背景、数学模型的组成和结构以及其数学模型应用的意义。
　　《数学模型在生态学的应用及研究》适合气象学、地质学、海洋学、环境学、生物学、生物地球化学、生态学、陆地生态学、海洋生态学和海湾生态学等有关领域的科学工作者和相关学科的专家参阅，也适合高等院校师生作为教学和科研的参考。

内页插图

目录

叶蜂的多样性模型
土壤颗粒的分形模型
生态系统的恢复模型
水污染的负荷估算
生态足迹的耕地模型
灌木生物量的估算模型
花角蚜小蜂的寄生模型
作物生长的生态模型
臭氧胁迫下冬小麦的生长模型
植被冠层降水截留特征模型
饮用水源地的评价模型
上游景观对土壤侵蚀的影响模型
太湖水色的空间分布模型
植被释放温室气体的估算模型
区域生态安全评价模型
森林火灾面积的预测模型
土壤大孔隙的特征模型
岷江上游的景观评价模型
干物质的积累与分配模型
区域生态足迹的供需模型
农业干旱风险的评估模型
旱涝灾害的评价公式
畦灌的水动力模型
播种机的驱动圆盘防堵公式
甘蔗夹持输送的功率模型
蔬菜中酶的失活模型
作物估产的遥感公式
温室钢结构的框架稳定公式
水产品的烘房设计公式
土壤养分的评价公式
土壤水分的电导公式
冬小麦估产的生产力模型
异性纤维的检测波段公式
降雨侵蚀力的计算公式
农作物的灌溉需水量公式
储粮害虫的图像函数
灌溉用水量的混沌预报模型
切片莲藕的呼吸模型
作物的腾发量模型
种蛋的蛋形识别公式
甜椒生长与产量的预测模型
太湖流域农业多目标优化模型
沙漠化土地信息的提取模型
还田机刀轴的可靠度函数
执行器末端的抓握模型
农用地的遥感角提取算法
坡沟侵蚀的示踪公式
农网送电线路的路径模型
果品振动的损伤模型
土壤人渗的运动方程
毛管水力的要素模型
渠道冻胀的变形方程
沼气池的温室气体减排量估算
汽油机的扫气优化公式
流域水资源的配置模型
旋流自吸泵的大涡模型
土壤的入渗性能模型
隧洞正常水深计算
土壤溶质来到地表的迁移公式
水解稻秆的木糖收率公式
流域景观格局的水质模型
森林郁闭度的估测模型
草地退化的评价模型
树干液流与冠层蒸腾的时滞模型
切花菊的杆数模型
土地利用的动态变化模型
湿地的空气动力学模型
城市生态质量的评价模型
牡蛎的积累与释放模型
叶片和冠层的交换模型
植被遥感的大气校正模型
植被净初级生产力估算模型
农田扩张的多层线性模型
土壤含水量的遥感反演模型
植被下土壤的入渗模型
坡面流与壤中流的耦合模型
间套作的产量模型
树干的呼吸速率模型
植被覆盖度的估算模型
油松龄级的格局模型
城市生态的安全评价模型
植被覆盖的亚像元模型

环境科学与可持续发展前沿：基于系统动力学的土地利用变化研究 本书聚焦于环境科学领域中一个至关重要的交叉课题：利用先进的系统动力学（System Dynamics, SD）方法，深入解析和模拟土地利用变化（Land Use Change, LUC）的复杂驱动机制、反馈回路及其对区域生态系统服务功能的影响。 本书摒弃了传统仅关注特定物种或单一生态过程的微观研究范式，转而采取宏观、跨尺度的系统思维，旨在构建一个能够全面反映人类活动、政策干预与自然反馈之间复杂相互作用的动态框架。我们相信，理解土地利用的变迁并非仅仅是空间几何的改变，而是涉及经济激励、社会结构、气候反馈等多重变量耦合作用下的复杂演化过程。 第一部分：理论基石与方法论重构 本部分将详细阐述支持本书研究的理论基础与分析工具。我们首先回顾了环境哲学中关于人地关系演变的经典理论，并批判性地审视了传统统计回归模型在处理非线性、滞后效应和内生性问题时的局限性。 1.1 系统动力学的哲学内核与生态学溯源： 本章将追溯系统思维在生态学中的发展脉络，从早期基于种群增长的Logistic模型，延伸至现代复杂适应系统（Complex Adaptive Systems, CAS）的视角。重点阐述“存量”（Stocks）、“流量”（Flows）和“反馈回路”（Feedback Loops）作为核心分析工具，如何帮助我们捕捉生态系统中时间滞后性和累积效应。 1.2 土地利用变化建模的系统动力学范式转型： 传统的土地利用模型（如元胞自动机CA）擅长模拟空间格局的演化，但在解释驱动这些格局背后的社会经济力量时显得力不从心。本书将重点介绍如何将社会经济变量（如人口增长、市场价格、政府补贴、制度变迁）引入SD模型，构建“社会-经济-土地”耦合系统。我们将详细介绍层次化建模方法，如何将宏观的政策目标分解为中观的区域行为，再细化到微观的土地决策单元。 1.3 模型验证与鲁棒性检验： 在复杂系统建模中，模型输出的可靠性至关重要。本章将系统介绍适用于SD模型的验证技术，包括结构验证（如极端条件检验、边界条件分析）和行为验证（如历史数据拟合、敏感性分析）。特别地，我们将引入“结构等价性检验”，确保模型的内在逻辑与现实世界的已知机制相符，而非仅仅追求历史数据的拟合优度。 第二部分：驱动机制的深度解构与量化模拟 本部分将研究驱动土地利用变化的核心因子，并通过构建精细的子模型，实现对这些驱动力的量化模拟。 2.1 经济驱动力：农业市场化与机会成本分析： 土地利用决策的本质是经济理性选择。本章深入分析了农产品价格波动、基础设施投资、以及非农就业机会对耕地和林地流转的影响。我们构建了一个动态的“土地机会成本模型”，该模型考虑了未来收入的折现率和风险溢价，用以预测农民在不同政策情境下进行土地用途转换的概率阈值。 2.2 制度与政策干预的动态反馈： 政策往往不是线性的，而是通过改变激励结构产生复杂的非线性反馈。本章以某特定区域的退耕还林（Grassland Restoration Program）政策为例，分析了初始补贴、执行过程中的监管强度、以及生态补偿机制的持续性如何共同作用于土地利用的长期稳定状态。我们将特别探讨“政策疲劳”和“制度替代效应”在模型中的表达。 2.3 气候变化与生态脆弱性的耦合反馈： 气候变化不再是外部输入，而是系统内部的驱动力。本部分将探讨气候变暖、降水模式改变如何影响区域农业产出潜力，进而反作用于土地的经济价值和保护意愿。我们整合了区域气候情景数据，构建了气候敏感性模块，评估极端天气事件频率增加对土地利用稳定性的冲击。 第三部分：生态系统服务的动态评估与优化路径 土地利用变化的核心影响在于其对生态系统服务（Ecosystem Services, ES）的重塑。本部分将重点研究如何将空间变化的模拟结果与生态价值评估相结合。 3.1 生态系统服务量化与价值化： 本章采用InVEST模型（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）的原理，结合SD模型的动态输出，对区域的水源涵养能力、生物多样性维持指数、以及碳汇功能进行时空动态模拟。我们关注的重点不是静态的“拥有量”，而是变化的“服务流量”。 3.2 权衡与协同（Trade-offs and Synergies）的系统分析： 土地利用决策往往是多目标冲突的结果。例如，扩大种植面积可能提高粮食供给（经济服务），但会削弱水源涵养功能（调节服务）。本书利用SD模型中的多目标优化工具，识别出在不同约束条件下（如最低粮食安全线、最大碳汇目标），能够实现不同生态系统服务间最优权衡的土地利用路径。 3.3 可持续情景的探索与政策干预模拟： 最终，本书将利用构建的完整耦合模型，模拟未来20至50年的几种关键情景： 情景A（惯性发展）： 维持现有政策和经济增长速度。 情景B（强化保护）： 大幅增加生态补偿和限制性规划。 情景C（技术驱动转型）： 假设农业技术进步能显著提高单位土地的产出效率。 通过对比这三种情景下土地利用格局、经济效益与生态系统服务总量的动态演变，本书旨在为区域可持续发展规划提供一套基于科学模型的、具有前瞻性的决策支持工具。本书的结论将强调，实现生态保护与经济发展平衡的关键在于对系统内部复杂反馈机制的精准识别和有效干预。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大气，深邃的蓝色背景搭配白色系的字体，给人一种严谨而充满探索感的视觉体验。我一直对生态学领域有着浓厚的兴趣，尤其是在自然科学与数学交叉的领域。虽然我不是一名专业的数学家，但“数学模型”这个词汇本身就充满了吸引力，让我联想到用精确的逻辑和计算来解释和预测复杂的生态现象。我希望这本书能够带领我进入一个全新的视角，理解人类如何运用数学的语言来解析森林的演替、物种的相互作用、甚至气候变化对生态系统的影响。想象一下，通过一系列方程和算法，我们可以揭示出隐藏在自然界表象之下的运行规律，这本身就是一件令人着迷的事情。我对书中的案例分析和理论框架充满了期待，希望它能够提供清晰的解释，让我这个非专业人士也能领略到数学模型在生态研究中的强大力量，并且能够启发我思考更多关于环境保护和可持续发展的科学解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一名曾经的统计学从业者，我一直对如何将抽象的数学理论应用于实际问题感到好奇。生态学是一个充满复杂性和不确定性的领域，如何用数学的严谨性来捕捉和理解这些动态变化，是我一直以来思考的方向。这本书的标题“数学模型在生态学的应用及研究”正是切中了我的兴趣点。我希望能在这本书中看到一些关于模型选择、模型验证以及模型不确定性分析的讨论。我理解任何模型都是对现实的简化，但关键在于如何通过合理的简化来提取出最重要的信息。我希望这本书能提供一些实际案例，展示作者如何从纷繁复杂的生态数据中提炼出关键变量，构建出有解释力和预测力的数学模型，并对模型的局限性有清晰的认识。如果这本书能够拓宽我对跨学科应用的认知，那将是一次非常有益的阅读。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对环境科学充满热情的普通读者，一直以来都希望能更深入地了解我们赖以生存的地球是如何运作的。经常在新闻中看到关于气候变化、物种灭绝、森林砍伐等令人担忧的报道，但总觉得缺乏一个能够系统理解这些问题的框架。数学模型这个词汇，让我联想到用一种更客观、更科学的方式来分析和预测这些宏观的生态变化。我希望这本书能够以一种相对易懂的方式，向我介绍数学模型在生态学中的具体应用，比如如何用模型来预测未来几十年气候变化对特定地区生态系统的影响，或者如何评估某种保护策略对维持生物多样性的效果。我期待这本书能帮助我建立起对生态系统动态变化的定量认知，理解这些复杂系统中的因果关系，从而更好地理解当下我们面临的环境挑战。

评分☆☆☆☆☆

在书店偶然翻到这本书，书名立刻引起了我的注意。我之前对生态学涉猎不多，但对那些关于生物多样性、生态系统服务以及人类活动如何影响自然的讨论非常感兴趣。数学模型听起来可能有些抽象，但我相信它一定是理解这些复杂问题的关键工具。我希望能在这本书中找到一些具体的、生动的例子，比如如何用数学模型来模拟某种濒危物种的种群数量变化，或者如何预测一个新引入物种可能对原有生态平衡造成的冲击。我尤其期待书中能够包含一些关于模型构建的思路和方法，即使我无法深入理解具体的数学推导，但了解整个逻辑流程和模型应用的边界，对我来说就已经非常有价值了。如果这本书能让我对生态系统中的各种动态变化有一个更定量、更科学的认识，那将是非常棒的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

我是一名生态学专业的本科生，最近正在进行一项关于群落动态的研究，遇到了很多瓶颈。老师推荐了很多相关的文献，其中不少都涉及到了数学模型。这本书的出现，简直像及时雨。我希望它能提供一个系统性的梳理，把我目前零散的知识点串联起来。尤其是我对一些经典的生态学模型，比如Lotka-Volterra捕食-被捕食模型、SIRS流行病模型等，虽然有所耳闻，但对其背后的数学原理和实际应用场景理解得还不够深入。我希望能在这本书中找到对这些模型的详细讲解，包括它们的假设条件、推导过程以及在不同生态情境下的应用案例。更重要的是，我希望能学习到如何根据实际的研究问题，选择合适的数学模型，并对模型进行参数估计和结果解释。这本书如果能帮助我提升这方面的能力，那它对我未来的学术研究将具有极其重要的意义。